钠离⼦层状氧化物正极材料的能量密度由氧化还原电对可实现的电荷转移数和⼯作电压决定。为了提⾼能量密度，研究⼈员提出了多种策略：例如，设计具有较多氧化还原活性中⼼的⾼镍和富锰正极材料；触发正极材料的阴离⼦氧化还原反应等。然⽽，⾼Ni含量会增加电池成本，富Mn材料因Mn3+的Jahn-Teller畸变具有较差的倍率性能和结构稳定性，阴离⼦氧化还原易造成晶格氧流失，导致电极动⼒学缓慢、电压滞后和电压衰减。
因此，在现阶段构建合理的过渡⾦属元素（TM）组成，最⼤限度地激活所有活性TM参与电荷补偿过程是提⾼正极材料能量密度的有效⽅法。
理论研究表明，氧化物正极中锂离⼦占据TM位点可以激发氧的氧化还原，这主要是因为Li-O-Li构型（锂电富锂层状氧化物）和Na-O-Li构型（钠电层状氧化物）会形成未杂化的或⾮键合的O 2p态，并在充电过程中贡献电⼦。
然⽽，这些研究忽略了单价Li+替代总是降低低价态电化学活性TM的含量（如Ni2+、Cu2+、Co3+和Fe3+），同时增加⾼价⾮活性TM的含量（如Mn4+），以实现晶体中的电荷中性。因此导致基于TM可实现的电荷转移数显著降低，但氧氧化还原反应增加。
最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中⼼HE01组博⼠后丁⻜翔在胡勇胜研究员、陆雅翔副研究员和肖睿娟副研究员的指导下，通过低价阳离⼦（Li+）取代TM离⼦和氟离⼦取代氧离⼦分别调控氧化物正极NaxCu0.11Ni0.11Fe0.3Mn0.48O2（CNFM）的电⼦结构和晶体结构，实现了⾼熵氧化物Na0.89Li0.05Cu0.11Ni0.11Fe0.3Mn0.43O1.97F0.03（LCNFMF）正极材料的稳定合成。
第⼀性原理计算结果表明低价Li+替代提⾼了氧化物正极中TM 3d的能带中⼼，尤其是Mn 3d能带中⼼上移到费⽶能级以上区域，避免了介稳的Mn3+的存在，使体相Na+含量显著增加。
此外，发现LCNFMF正极材料中Na+含量与TM可实现的电荷转移数之⽐增加，使⾼电压TM的3d轨道能级处于较窄的范围内，可以提⾼⾼电压TM参与氧化还原的程度，并抑制低电压Mn3+/4+参与氧化还原，从⽽提⾼体系整体能量密度和结构稳定性。
F离⼦取代可以缓解深度充电态下TM价态升⾼引起的TM-O共价键增加，避免过渡⾦属层滑移引起的结构坍塌，从⽽提⾼结构可逆性。
进⼀步提⾼材料中Na+含量与TM可实现的电荷转移数之⽐，最终制备的Na0.95Li0.07Cu0.11Ni0.11Fe0.3Mn0.41O1.97F0.03⾼熵氧化物材料基于⾼电压TM氧化还原贡献的⽐容量增加了29%，并且表现出⾊的⻓循环稳定性。
该⼯作还详细阐述了结构中可脱嵌碱⾦属离⼦含量与TM可实现的电荷转移数的⽐值对材料中氧化还原电对能带结构的影响，这将引发研究⼈员对低价离⼦掺杂的本征作⽤的再思考。