北大深研院肖荫果Nano Energy：兼具高容量和稳定性的钠离子电池正极

在各种钠离子正极材料中，Fe/Mn基层状氧化物因其成本效益和较高的理论比容量而脱颖而出。然而，仍需要进一步提高容量和循环性能以满足钠离子电池实际应用的要求。

北京大学深圳研究生院肖荫果等报告了一种钌（Ru）掺杂Na_0.67Fe_0.5Mn_0.5O₂正极材料，它不仅可以实现高可逆容量，还可以提供出色的循环稳定性。

通过结合DFT计算、拉曼光谱、XPS、软X射线吸收光谱（SXAS）和衍射实验，作者深入研究了相应的阴离子氧化还原过程，结果发现，少量的Ru足以引发阴离子氧化还原活性，从而使P2型层状正极具有高可逆容量以供实际应用，此外，掺杂的Ru还可以引发氧骨架的修饰并改变Mn和O之间的共价键，从而增加阴离子氧化还原的可逆性。

图2 电化学性能

因此，与大多数具有阴离子氧化还原活性的缺碱层状氧化物相比，P2型Na_0.67Fe_0.5Mn_0.45Ru_0.05O₂在2.0-4.0 V的电压范围内具有更可逆的O^2-/O^–阴离子氧化还原，在0.2C（1C = 100mA g^-1）下可提供170 mAh g^-1的比容量，并且在2C下循环100圈后容量保持率为82.2%。

这项工作的策略不仅稳定了结构，而且确保了高可逆容量，从而为阴离子氧化还原提供了新的见解，并可指导设计具有高容量和优异循环稳定性的钠离子电池衍生正极的方向。

图3 充放电过程中的非原位XPS和Raman研究

Triggering Anionic Redox Activity in Fe/Mn-Based Layered Oxide for High-Performance Sodium-Ion Batteries. Nano Energy 2022. DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.106958

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北大深研院肖荫果Nano Energy：兼具高容量和稳定性的钠离子电池正极

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