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引發陰離子氧化還原反應是提高層狀過渡金屬(TM)氧化物容量的有效方法。然而，不可逆的氧釋放和高電壓下的結構惡化仍然是一個難題。

在此，武漢理工大學麥立強教授，周亮教授，Khalil Amine，Jiantao Li開發了一種Mg離子和空位雙摻雜策略，部分TM離子釘扎在Na層中，以提高陰離子氧化還原反應的可逆性和層狀氧化物的結構穩定性。

文章要點

1）Mg離子和空位(□)都包含在TM層中，而部分Mn離子(~1.1%)占據Na位。引入的Mg離子與空位結合不僅創造了豐富的非鍵合O 2p軌道，有利于高氧氧化還原容量，而且還抑制了源自Na–O–□配置的電壓衰減。

2）釘扎在Na層中的Mn離子充當“鉚釘”，抑制板坯在極端脫鈉狀態下的滑動，從而抑制裂紋的產生。正極Na_0.67Mn_0.011[Mg_0.1□_0.07Mn_0.83]O₂具有增強的放電容量和良好的循環性能。

這項研究為構建穩定的層狀氧化物正極以及用于鈉存儲的高度可逆陰離子氧化還原反應提供了見解。

參考文獻

Cai, C., Li, X., Li, J. et al. Transition metal vacancy and position engineering enables reversible anionic redox reaction for sodium storage. Nat Commun 16, 100 (2025).

DOI：10.1038/s41467-024-54998-1

https://doi.org/10.1038/s41467-024-54998-1