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由于層狀氧化物中的活性氧具有氧化還原活性，使得其具有高容量，因此成為有吸引力的鈉離子電池（SIB）陰極材料，但是因?yàn)榫Ц裱醯尼尫拧⒔缑娓狈磻?yīng)和結(jié)構(gòu)重構(gòu)等現(xiàn)象，層狀氧化物的容量/電壓迅速減少，而且反應(yīng)動力學(xué)緩慢。

有鑒于此，南開大學(xué)程方益、山東理工大學(xué)周晉、周朋飛等報(bào)道一種晶面調(diào)制和氟化界面工程的協(xié)同策略，開發(fā)了高容量、優(yōu)異的倍率性能和長循環(huán)穩(wěn)定性的Na_0.67Li_0.24Mn_0.76O₂。

本文要點(diǎn)：

（1）

合成單晶Na_0.67Li_0.24Mn_0.76O₂（NLMO｛010｝）的暴露｛010｝活性晶面更多，具有更快速的陰離子氧化還原動力學(xué)，更高的容量（10 mA g^-1時(shí)的容量達(dá)到272.4 mAh g^-1），優(yōu)異的能量密度（713.9 Wh kg^-1）和倍率性能（1 A g^-2達(dá)到116.4 mAh g^-1）。

（2）

此外，通過加入N-氟苯磺酰亞胺（NFBS）作為電解質(zhì)添加劑，NLMO｛010｝陰極在500 mA g^-1下400次循環(huán)后保持84.6 %的容量，電壓衰減減輕（每次循環(huán)的電壓減少為0.27 mV）。

通過原位分析和理論計(jì)算，揭示了N-氟苯磺酰亞胺（NFBS）的雙重作用，能夠導(dǎo)致NLMO{010}陰極和硬碳陽極形成較薄且穩(wěn)定的氟化物界面，能夠去除高活性氧。測試結(jié)果表明，快速離子轉(zhuǎn)移的晶面工程以及含氟電解質(zhì)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了提高高能量密度SIB的氧氧化還原活性陰極材料。

參考文獻(xiàn)

Yiran Sun, Junying Weng, Pengfei Zhou, Wenyong Yuan, Yihao Pan, Xiaozhong Wu, Jin Zhou, Fangyi Cheng, Improving Oxygen-Redox-Active Layered Oxide Cathodes for Sodium-Ion Batteries Through Crystal Facet Modulation and Fluorinated Interfacial Engineering, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202410575

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202410575