研究人员提出提高NASICON型阴极性能的策略

富含锰的NASICON 型材料由于其丰富的储量、良好的循环性能和潜在的高工作电压而引起了开发先进聚阴离子阴极的广泛关注。

不幸的是，它们的充电/放电曲线表现出显着的电压滞后，这导致可逆容量有限，从而阻碍了它们的应用。

然而现在，由于中科院过程工程研究所(IPE)和物理研究所科学家的研究，情况可能会发生变化。他们最近确定了富锰 NASICON 型阴极 [Na 3 MnTi(PO 4 ) 3 ] 电压滞后的结构起源，并开发了一种降低缺陷浓度的新策略，从而增强了 Na 3 MnTi(PO 4 ) 的电化学性能)钠离子电池中有3 个阴极。

该研究于7月13日发表在《自然能源》杂志上。

研究小组证明，Na 3 MnTi(PO 4 ) 3中的电压滞后与合成过程中形成的某种固有的反位点缺陷密切相关。Mn占据的Na空位反位缺陷阻塞了Na +扩散通道并阻碍了Mn 2+/3+/4+氧化还原反应，导致电压极化和容量损失。

他们还揭示了电压滞后、相分离、延迟电荷补偿、Na +扩散缓慢和本征反位缺陷结构之间的关系。

基于这一认识，研究人员开发了一种钼掺杂策略来降低缺陷浓度。理论计算表明，过渡金属位点的Mo掺杂会增加本征反位点缺陷的形成能，从而产生有序的晶体结构并促进动力学和电化学性能。

该策略将初始库仑效率从76.2%提高到85.9%，并将可逆容量从82.1 mA hg -1提高到103.7 mA hg -1。

该研究的通讯作者、IPE 赵俊梅教授表示：“我们的工作揭示了 NASICON 型阴极的电压滞后现象，并为设计高性能聚阴离子电极提供了指导。”