能源是人类社会发展的基础。随着传统化石燃料的消耗，化石燃料枯竭和环境污染问题日益严重[[1], [2], [3], [4], [5], [6]]。为了应对这一挑战，必须及时调整能源消费模式，用可再生能源替代传统化石燃料[[7], [8], [9], [10], [11]]。虽然太阳能、风能、水能、生物质能和地热能具有潜力，但这些能源具有间歇性和地域性[[12], [13], [14]]。因此，廉价、高效且响应迅速的电能存储（EES）系统对于储存间歇性可再生能源、满足高峰电力需求至关重要[[15]]。锂离子电池（LIBs）凭借其高能量密度在便携式电子设备和电动汽车领域取得了巨大成功[[16], [17], [18]]。然而，在大规模电力系统中，研究的重点已从性能转向了生产成本[[11,19,20]]。地壳中的锂资源分布不均且储量有限（主要集中在南美锂三角区（玻利维亚、阿根廷和智利）[[21], [22], [23], [24]]，导致锂价格较高[[21], [22], [23]]。相比之下，钠在地壳和海洋中储量丰富，是地壳中含量最多的元素之一，价格较低[[25,26]]。钠离子电池（SIBs）的工作原理与锂离子电池类似，正成为锂离子电池的潜在替代品[[6],[27], [28], [29], [30], [31]]。
在锂离子电池和钠离子电池的各种组件中，电池的整体能量密度和成本主要由正极材料决定。近年来，人们投入了大量努力来探索具有高可逆容量、快速钠离子嵌入/提取能力和良好循环稳定性的合适正极材料[[32]]。目前已研究的潜在正极材料主要包括层状过渡金属（TM）氧化物[[33,34]]、聚阴离子化合物[[35], [36], [37]]、普鲁士蓝[[38], [39], [40]]和有机化合物[[41], [42], [43]]。其中，层状过渡金属氧化物因良好的离子导电性、高能量密度和易于合成而成为实际应用的最佳选择[[44,45]]。典型的层状结构NaxTMO2（0 < x ≤ 1；TM代表Mn、Fe、Co、Ni等元素之一）由交替堆叠的TMO6八面体层和钠离子层组成。Delmas等人[[46]]指出，这些基于钠的层状材料可根据周围Na+环境和独特的氧化物层堆叠方式分为P2型和O3型。符号“P”或“O”表示钠离子的棱柱形或八面体配位环境，“2”或“3”表示单个单元中不同类型O堆叠的TM层数量。P2型NaxTMO2的空间群为P63/mmc，由两种TMO2层（AB层和BA层）组成，所有Na+离子位于三角棱柱形位点；O3型NaxTMO2的空间群为R−3m，由三种TMO2层（AB层、CA层和BC层）组成，所有Na+离子位于八面体位点[[47]]。图1展示了O2型、O3型、P2型和P3型层状结构的示意图。如果晶体结构存在面内畸变，可以在O2、O3、P2或P3前加上撇号（'），例如P2型NaxTMO2如果有面内畸变，则可表示为P'2-NaxTMO2。
许多用于钠离子电池的正极材料（包括P2型、O3型和双相层状氧化物）表现出优异的电化学性能，但它们对空气的敏感性严重影响了商业化，因为需要投入大量成本来控制存储和运输环境以防止材料降解[[48], [49], [50], [51], [52], [53]]。这一挑战不仅限于钠离子电池；用于锂离子电池的层状氧化物（如LiNixMnyCozO2（NMC））也会受到水分和CO2的影响。钠离子电池层状氧化物的空气敏感性通常更为显著，这主要是由于钠离子的较大离子半径导致层间间距较大，使得H2O和CO2更容易渗透。P2型层状氧化物的层间距大于O3型层状氧化物，因此更容易与H2和CO2发生反应。此外，钠与H2O/CO2的反应通常具有更负的吉布斯自由能，使其在热力学上更易发生反应。此外，生成的碳酸钠（Na2CO3）和碳酸氢钠（NaHCO3）的溶解度高于碳酸锂，会加剧表面溶解和结构破坏。这些内在特性使得钠离子电池层状氧化物的空气稳定性问题更加复杂。
自Takeda等人四十年前发现NaFeO2在空气中会分解成Na2CO3和非晶态含铁化合物以来，空气敏感性问题一直存在[[54]]。至今这一问题仍未得到有效解决，因此提高对空气敏感性的认识对于加速钠离子电池的实际应用开发至关重要[[55], [56], [57], [58], [59], [60], [61]]。尽管已经探索了多种调控和优化策略（如元素掺杂、表面涂层和结构设计），但对其机制的全面理解和有效解决方案仍显不足。因此，系统地回顾层状氧化物空气敏感性的最新进展并提高研究关注度十分必要。本文不仅总结了关于空气稳定性的最新研究，还深入探讨了其背后的降解机制，旨在为设计具有空气稳定性的层状氧化物提供指导，从而加速大规模储能用钠离子电池的商业化发展。
