作为锂离子电池的潜在替代品,钠离子电池由于成本、安全性等方面的优势吸引了广泛关注.但如何进一步提高其正极材料的能量密度仍是挑战,而通过激活阴离子氧化还原提供额外容量是一种可行的策略.本文报告了一种高性能锰基氧化物正极材料,...作为锂离子电池的潜在替代品,钠离子电池由于成本、安全性等方面的优势吸引了广泛关注.但如何进一步提高其正极材料的能量密度仍是挑战,而通过激活阴离子氧化还原提供额外容量是一种可行的策略.本文报告了一种高性能锰基氧化物正极材料,Na_(0.67)Mg_(0.1)Zn_(0.1)Mn_(0.8)O_(2)(NMZMO).通过共掺杂策略协同激活阴离子氧化还原,此材料首圈可以放出~233 mAh g^(-1)的超高容量,明显高于Mg或Zn单掺杂的同类材料.综合多种光谱技术,作者证明了更高的容量源于更强的阴离子氧化还原活性.结合中子全散射以及共振非弹性X射线散射发现,Mg与Zn在高电压下会向面外迁移至四面体位点,诱导面内重排形成空位团簇,将氧阴离子以分子O_(2)的形式困于其中.Mg/Zn共存时,刺激了彼此更多的向面外迁移,为形成更多晶内分子O_(2)提供先决条件.本文提出了关于阴离子氧化还原的新见解,并为高容量钠电正极材料的开发提供了理论依据.展开更多
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文摘作为锂离子电池的潜在替代品,钠离子电池由于成本、安全性等方面的优势吸引了广泛关注.但如何进一步提高其正极材料的能量密度仍是挑战,而通过激活阴离子氧化还原提供额外容量是一种可行的策略.本文报告了一种高性能锰基氧化物正极材料,Na_(0.67)Mg_(0.1)Zn_(0.1)Mn_(0.8)O_(2)(NMZMO).通过共掺杂策略协同激活阴离子氧化还原,此材料首圈可以放出~233 mAh g^(-1)的超高容量,明显高于Mg或Zn单掺杂的同类材料.综合多种光谱技术,作者证明了更高的容量源于更强的阴离子氧化还原活性.结合中子全散射以及共振非弹性X射线散射发现,Mg与Zn在高电压下会向面外迁移至四面体位点,诱导面内重排形成空位团簇,将氧阴离子以分子O_(2)的形式困于其中.Mg/Zn共存时,刺激了彼此更多的向面外迁移,为形成更多晶内分子O_(2)提供先决条件.本文提出了关于阴离子氧化还原的新见解,并为高容量钠电正极材料的开发提供了理论依据.
