电动车、移动电源、手机……尽管锂离子电池已经广泛应用，但由于地球上的锂资源十分有限，且开采成本高，近年来价格不断上涨。而钠资源丰富，开采费用仅为锂的百分之一，因而钠离子电池的研发成为科研人员争相“开垦”的热点领域。近日，南理工材料学院/格莱特研究院夏晖教授团队首创结构设计和调控方法，与中科院物理所谷林研究员及美国加州大学圣地亚哥分校孟颖教授合作，在面向钠离子电池的锰基正极材料研究中取得重要进展，研究成果使低成本钠离子电池有望取代锂离子电池，相关成果发表在国际顶级期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。
由于层状结构的NaxMnO2正极材料具有理论容量高、价格低廉及来源广泛等优点，当前，科研人员多以其作为钠离子电池正极材料的研究对象，但由于NaxMnO2正极材料的层间距狭窄，充放电过程中，半径较大的钠离子在层间迁移时，会“挤坏”正极材料的结构，成为制约钠离子电池研发的关键难点。除层间距外，影响钠离子电池性能的另一重要因素为层状结构中的钠离子含量。不少科研人员尝试通过各种方法制备出了不同层状结构的NaxMnO2，但始终无法有效扩大层间距，或是无法兼顾高钠含量。因而制备出兼具大层间距、高钠离子含量的层状结构正极材料，是科研人员努力追求的“鱼和熊掌”。
