近日，我校生物食品與環(huán)境學(xué)院2022級資源與環(huán)境專業(yè)研究生蔣晨熙以第一作者在國際學(xué)術(shù)期刊《Small Methods》（IF=10.7，中科院二區(qū)）發(fā)表了題為“Synergistical Engineering of Vacancy and Doping Enables High-Rate and Ultrastable Na4Fe2Mn(PO4)2P2O7 Cathode for Sodium Ion Batteries”的研究論文。我校高級實(shí)驗(yàn)師衛(wèi)新來、湖南大學(xué)教授丁元力為通訊作者，合肥大學(xué)為第一完成單位。
鈉離子電池（SIBs）由于具有儲量豐富、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在低速電動汽車和儲能領(lǐng)域顯示出巨大的潛力。在各種已報(bào)道的SIBs正極材料中，鐵錳基聚陰離子化合物Na4Fe2Mn(PO4)2P2O7 (NFMPP)由于其理論容量高、工作電壓高、充放電過程體積變化小，近年來受到了廣泛的關(guān)注。然而，含Mn電極的Jahn-Teller畸變，通常導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)劣化、Na+擴(kuò)散效率低。
為此，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種在NFMPP的TM位構(gòu)建空位和高氧化態(tài)摻雜劑的協(xié)同工程策略，并結(jié)合理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表征揭示了TM位空位和Nb5+摻雜劑在調(diào)節(jié)NFMPP正極的電子結(jié)構(gòu)、離子傳輸、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和鈉儲存性能中的作用。天然空位和Nb5+雜原子在Mn位點(diǎn)的共摻入不僅可以促進(jìn)Na+擴(kuò)散動力學(xué)和提供靈活的環(huán)境，而且還可以確保整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以耐受重復(fù)的Na+提取/插入反應(yīng)。這項(xiàng)研究為設(shè)計(jì)具有強(qiáng)的離子擴(kuò)散動力學(xué)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的含錳聚陰離子材料提供了可行和有效的策略。
來源：生物食品與環(huán)境學(xué)院 編輯：衛(wèi)新來 預(yù)審：李秀娟 審核：賈峰