图 层状氧化物液相脱碱机理。（a）湿法脱碱示意图；（b）湿法脱碱前后电极浆料的分散状态；（c）尺寸效应影响下的溶剂分子插层热力学；（d）插层溶剂分子的质子化热力学可能性；（e）液-固相反应机制；（f）结构退化的时间演变动力学

　　在国家自然科学基金项目（批准号：52374311、U2330205等）资助下，西北工业大学材料学院、凝固技术全国重点实验室沈超研究员等，在电池关键材料—O3型层状氧化物正极的液相湿法脱碱机制方面取得进展。相关研究成果以“解析O3型层状氧化物液固交互反应机制（Deciphering the Liquid-Solid Interactions in Dealkalization of O3 Layered Oxides）”为题，发表于Nature Communications，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-70581-2。

　　发展高性能二次电池，对推动电动汽车和规模储能技术意义重大。O3型层状氧化物是目前高性能锂/钠离子电池的主流正极材料，但在生产过程中，其表面会残留强碱性物质。这些残碱不仅容易导致电池极片制造过程中浆料凝胶化、造成加工困难，还会在电池使用过程中引发产气、寿命衰减等问题，成为制约该材料产业应用的工程难题。当前，工业上普遍采用液体清洗（即湿法脱碱）去除表面残碱。然而，针对多种钠基正极材料，传统水洗方式反而会导致材料结构破坏、性能显著下降，其背后的科学原理一直不明确。

　　研究团队聚焦工业应用痛点，深入揭示了清洗过程中溶剂与正极材料间的相互作用机制，发现溶剂分子尺寸是决定其能否发生层间嵌入的关键。水分子可轻易“钻入”材料层间，引发结构破坏和钠离子析出；而乙二醇分子因构型尺寸较大，被有效阻隔在材料层外，从而在高效去除表面残碱的同时，避免了材料结构退化。此外，研究团队系统对比了多种材料体系在液相脱碱过程中的结构退化规律，明确了氧化物晶体中的碱金属–氧键共价性作用会导致不同的退化程度。更进一步地，研究提出利用“碱金属损失量”作为氧化物在液相环境中结构失稳的评价指标。该评价准则能够直接指导层状正极材料在批量生产、湿法加工及湿法回收等关键生产环节的工艺优化。

　　该研究从基础科学层面解答了高活性O3型氧化物正极材料工业应用中存在的科学难题，为发展可靠、高效的正极材料湿法脱碱工艺提供了理论基础。