近日，我院“新能源材料”课题组硕士研究生费文斌在国际顶级学术期刊《ACS Nano》（影响因子15.8）上发表题为“Regulating Na/Mn antisite defects and reactivating anomalous Jahn-Teller behavior for Na4Fe1.5Mn1.5(PO4)2(P2O7) cathode material with superior performance”的研究论文。我院伍凌教授、隋裕雷副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第一通讯单位。
Na4Fe3-xMnx(PO4)2(P2O7)相较于Na4Fe3(PO4)2(P2O7)，能量密度显著提升，因此被视为具有商业应用潜力的候选材料。然而，该材料在实际应用中面临着伴生惰性杂质、电压滞后/衰减现象以及缓慢的Na+动力学等诸多问题。基于此，本研究深入探讨了Na4Fe1.5Mn1.5(PO4)2(P2O7)的失效机制。研究结果表明，上述痛点问题主要源于表面元素偏析、Na/Mn反位缺陷以及Na+通道的封闭。进一步地，我们提出了非均相镁修饰晶格的策略，通过原位XRD，DRT，HTEM等检测表明惰性杂质相被有效去除，Na/Mn反位缺陷的浓度明显降低，异常的Jahn-Teller行为被成功激活，Mn2+的溶解现象得到抑制。这项研究强调了非均相掺镁的工程对晶格的修饰作用，为开发高能量密度可规模商用的钠离子电池正极材料提供指导。
研究得到了国家自然科学基金和姑苏创新创业领军人才计划的支持。
文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c18614
