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2022-04-15
颗粒在线讯：钠离子电池凭借成本优势而有望在大规模储能中得到应用。在诸多钠离子电池正极材料中，层状铁锰氧化物正极由于原材料丰度高、理论容量高而备受青睐。然而，重复电化学循环中Mn的溶解和Fe的迁移使得这些正极材料稳定性较差。近日，南京大学郭少华与周豪慎等提出了一种阴阳协同氧化还原策略，以抑制过渡金属离子电化学活性的过度使用导致的结构退化，同时实现了晶格应变的降低和电化学性能的提高。
本文要点：
1）研究人员在Na2/3Fe2/3Mn1/3O2（NFM）正极材料中利用Li取代来实现阴阳离子的协同氧化还原。结果表面，Li取代的Na0.8Li0.2Fe0.2Mn0.6O2正极（NLFM）至少在三个方面实现了改善。首先，NLFM材料在空气中放置一个月或者在水中浸泡一周都能够保持其结构稳定性；其次，密度泛函理论计算和光谱表征发现NLFM中存在阴离子氧化还原行为来提升容量；此外，Li的取代抑制了材料中的不可逆相变，提高了电池循环稳定性。
2）电化学测试表明Li的取代使得氧化物正极的循环稳定性得到极大改善。其首周可逆比容量高达165mAh/g，在200mA/g的电流密度下循环100周后的容量保持率高达98.3%。
文章链接：
Xiang Li et al, Synergetic Anion–Cation Redox Ensures a Highly Stable Layered Cathode for Sodium-Ion Batteries, Advanced Science, 2022
DOI: 10.1002/advs.202105280
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202105280?af=R
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