• 향상된 성능을 위해 새로운 고엔트로피 NaNi 0.3 Fe 0.1 Mn 0.3 Cu 0.1 Al 0.05 Ti 0.15 O 2 (NFMCAT) 양극을 개발하였다. • NFMCAT는 고전압 조건에서도 바람직하지 않은 상(phase) 전이를 효과적으로 억제하였다. • NFMCAT는 향상된 Na⁺ 동역학 성능에 기인하여 우수한 사이클 안정성 및 높은 율(rate) 성능을 나타냈다. • in situ XRD는 NFMCAT에서 격자 매개변수 변화의 완화를 확인하여 향상된 구조적 안정성을 보장하였다. • NFMCAT는 전지(full cell) 시험에서 뛰어난 성능을 보였으며, 그 실용적 적용 가능성을 확인하였다. O3형 층상 구조를 갖는 나트륨이온전지(SIB) 양극은 유망한 이론적 용량과 경제성을 지닌다. 그러나 사이클링 동안 발생하는 바람직하지 않은 상 전이와 구조적 불안정성으로 인해 사이클 안정성이 낮아, 실제 적용을 제한한다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 순수한 NaNi 0.4 Fe 0.25 Mn 0.35 O 2 (NFM) 구조에 Cu 2+ , Al 3+ , Ti 4+ 이온을 도입하는 고엔트로피 전략을 적용하여 새로운 고엔트로피 NaNi 0.3 Fe 0.1 Mn 0.3 Cu 0.1 Al 0.05 Ti 0.15 O 2 (NFMCAT) 양극을 설계하였다. 전기화학적 시험 결과, NFMCAT는 0.1C에서 최초 방전 용량 134.6 mAh g −1을 달성하였고, 2C에서 200사이클 후에도 용량의 88%를 유지하였다. GITT, CV, EIS 분석을 통해 Na + 확산 동역학이 개선되었음이 입증되었다. 또한 in situ X-ray 회절은 상 전이 동안 격자 변형(lattice strain)이 감소함을 확인하였다. 경질탄소(hard carbon) 음극을 사용한 전지 평가에서는 우수한 율 성능과 내구성이 나타났으며, 2C에서 500사이클 후 용량의 약 73.2%를 유지하였다. 본 연구는 SIB의 성능을 향상시키기 위해 안정적이고 고성능의 양극 재료를 개발하는 데 고엔트로피 개질의 잠재력이 있음을 보여준다.

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