近日，我院新能源材料课题组在国际顶级学术期刊《ACS Nano》（影响因子15.8）上发表题为“Identifying the relaxative internal friction behavior of Mn2+/Mn3+ redox in Na4Fe1.5Mn1.5(PO4)2(P2O7) cathode for sodium-ion batteries”的研究论文。我院硕士毕业生费文斌为论文第一作者，伍凌教授、隋裕雷教授为共同通讯作者，苏州大学沙钢钢铁学院为论文的第一单位和唯一通讯单位。
研究揭示了Na4Fe1.5Mn1.5(PO4)2(P2O7)正极材料在电化学结构演变过程中Mn2+/Mn3+的弛豫内耗行为，并强调了其“双刃剑”特性。晶格中的Mnx(x=1,2,3)位点具有不同的配位环境，导致[MnxO6]八面体在脱钠过程中持续的氧化-还原反应内耗和应力-应变内耗。弛豫内耗导致的晶格畸变有助于Na+扩散，但同时也增强了晶格失配和电压滞后，从而加速电极降解。为减轻不利影响，对典型的2p/3d/4d元素进行了筛选，结果表明，Cr3+能够通过抑制电子轨道分裂有效减少[MnO6]畸变，进而缓解电压滞后并增强循环稳定性。这项工作为Fe-Mn基磷酸盐正极材料的电化学、动力学、失效机理研究以及实际应用提供了宝贵见解和策略。
本研究得到国家自然科学基金和姑苏创新创业领军人才项目的支持。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c15518.
