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Na₄Mn_1.5Fe_1.5(PO₄)₂P₂O₇ (NMFPP)具有低成本和高能量密度的特點(diǎn)，對(duì)于加速鈉離子電池的商業(yè)化至關(guān)重要。

然而，其實(shí)際應(yīng)用受到嚴(yán)重的電壓滯后和有害的Jahn-Teller畸變的限制。

基于此，2024年8月9日，中南大學(xué)紀(jì)效波教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際期刊Advanced Functional Materials發(fā)表題為《Multivalent Cation Incorporated into Manganese-Iron Based NASICON Cathodes for High Voltage Sodium-Ion Batteries》的研究論文。

此項(xiàng)研究中，作者通過晶格和電子分布的重構(gòu)，精心設(shè)計(jì)了具有高工作電壓、出色穩(wěn)定性且較少本征反位缺陷的Nb摻雜NMFPP。

通過引入更高電荷密度的Nb-O鍵，縮短了Mn-O鍵的長(zhǎng)度，增強(qiáng)了晶格穩(wěn)定性。

因此，鈮改性的?Na₄(Mn_0.5Fe_0.5)_2.94Nb_0.06(PO₄)₂P₂O₇ 減少了 Na⁺脫出/嵌入過程中晶格體積的收縮，從而減輕了 Jahn-Teller 效應(yīng)引起的晶格畸變，并且將1000次循環(huán)后的容量保持率從57.5%增加到82.3%。

更重要的是，Mn²⁺參與氧化還原反應(yīng)的延遲效應(yīng)明顯降低，將平均工作電壓從3.32提高到3.64 V，整體能量密度提高了13%。

這項(xiàng)研究為開發(fā)具有高能量密度和長(zhǎng)壽命的先進(jìn)鈉離子電池正極材料開辟了新的途徑。

文獻(xiàn)信息：Multivalent Cation Incorporated into Manganese-Iron Based NASICON Cathodes for High Voltage Sodium-Ion Batteries,?Advanced Functional Materials, 2024.?

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/08/13/adaa276519/

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