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P2-Na_xMnO₂由于其良好的Na⁺導電性和結構穩定性，在大規模儲能領域得到了廣泛的關注。然而，由于Mn³⁺的Jahn?Teller扭曲和4.1V以上的陰離子活度，在高能量密度和延長循環穩定性之間實現平衡仍然是一個挑戰。

近日，重慶大學Xing Shen，北京理工大學Yuefeng Su提出了一步原位合成P2-Na_0.76Ni_0.225Mg_0.025Mn_0.75O_1.95F_0.05陰極的方法。

文章要點

1）通過部分用性價比較高的鎂取代鎳，并加入額外的氟取代氧，優化后的材料通過促進Ni²⁺/Ni⁴⁺和氧氧化還原活性而表現出增強的容量和結構穩定性。

2）它提供了132.9 mA h g^?1的高容量，工作電位提高到≈3.48 V，并在2-4.3V內以100 mA g^?1循環150次后容量保持在83.0%，而未摻雜的Na_0.76Ni_0.25Mn_0.75O₂的容量和放電電位分別為114.9 mA h g^?1和3.32 V。當充電電壓為4.5V時，放電容量為133.1 mAh g^?1，放電電位為3.55V(vs Na/Na⁺)，100次循環后容量保持率為72.8%，遠高于原始樣品(123.7 mA h g^?1，3.45V，43.8%/100次循環)。此外，還獲得了優異的低溫循環穩定性，150次循環后，穩定性達到95.0%。

3)研究人員用原位交流阻抗譜、原位X射線衍射儀和非原位XPS技術研究了不同摻雜方式的樣品的儲鈉機理。

參考文獻

Shunli He, et al, High-Voltage Na_0.76Ni_0.25?x/2Mg_x/2Mn_0.75O_2?xF_x Cathode Improved by One-Step In Situ MgF₂ Doping with Superior Low-Temperature Performance and Extra-Stable Air Stability, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c01263

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c01263