引發(fā)陰離子氧化還原反應(yīng)是提高層狀過(guò)渡金屬(TM)氧化物容量的有效方法。然而，不可逆的氧釋放和高電壓下的結(jié)構(gòu)惡化仍然是一個(gè)難題。
在此，武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授，周亮教授，Khalil Amine，Jiantao Li開發(fā)了一種Mg離子和空位雙摻雜策略，部分TM離子釘扎在Na層中，以提高陰離子氧化還原反應(yīng)的可逆性和層狀氧化物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
文章要點(diǎn)
1）Mg離子和空位(□)都包含在TM層中，而部分Mn離子(~1.1%)占據(jù)Na位。引入的Mg離子與空位結(jié)合不僅創(chuàng)造了豐富的非鍵合O 2p軌道，有利于高氧氧化還原容量，而且還抑制了源自Na–O–□配置的電壓衰減。
2）釘扎在Na層中的Mn離子充當(dāng)“鉚釘”，抑制板坯在極端脫鈉狀態(tài)下的滑動(dòng)，從而抑制裂紋的產(chǎn)生。正極Na0.67Mn0.011[Mg0.1□0.07Mn0.83]O2具有增強(qiáng)的放電容量和良好的循環(huán)性能。
這項(xiàng)研究為構(gòu)建穩(wěn)定的層狀氧化物正極以及用于鈉存儲(chǔ)的高度可逆陰離子氧化還原反應(yīng)提供了見解。
參考文獻(xiàn)
Cai, C., Li, X., Li, J. et al. Transition metal vacancy and position engineering enables reversible anionic redox reaction for sodium storage. Nat Commun 16, 100 (2025).
DOI：10.1038/s41467-024-54998-1
https://doi.org/10.1038/s41467-024-54998-1
