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聚陰離子鈉離子陰極因其出色的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性而備受關(guān)注。然而，低比容量仍然是阻礙其實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

圖1. Me-NVMP的設(shè)計(jì)

北京理工大學(xué)趙永杰、浙江大學(xué)陸俊、中國(guó)人民大學(xué)袁軒一等提出了一種中熵NASICON結(jié)構(gòu)陰極Na_3.5V_0.5Mn_0.5Fe_0.5Ti_0.5(PO₄)₃（Me-NVMP）。該陰極結(jié)合了V、Mn、Fe和Ti電化學(xué)活性元素的優(yōu)勢(shì)，具有高能量密度的Na⁺儲(chǔ)存性能和快速充電特性。結(jié)果，該陰極實(shí)現(xiàn)了Ti³⁺/Ti⁴⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、V³⁺/V⁴⁺/V⁵⁺和Mn²⁺/Mn³⁺/Mn⁴⁺偶聯(lián)的高可逆氧化還原反應(yīng)（1.8-4.4 V），并有效緩解了MnO₆ Jahn-Teller畸變引起的結(jié)構(gòu)退化和4.0 V（vs. Na+/Na）以上的不可逆結(jié)構(gòu)變化。

圖2. Me-NVMP電極的電化學(xué)性能

實(shí)驗(yàn)顯示，Me-NVMP在0.1 C時(shí)實(shí)現(xiàn)了165.8 mAh g^-1的高可逆比容量。更令人印象深刻的是，Me-NVMP通過(guò)調(diào)節(jié)NASICON中的構(gòu)型熵產(chǎn)生了超強(qiáng)的倍率能力和循環(huán)穩(wěn)定性。具體來(lái)說(shuō)，Me-NVMP陰極在100C（17 A g^-1）下循環(huán)10,000次后，容量保持率可達(dá)83.5%。此外，即使在0℃的溫度下（在20 C下經(jīng)過(guò)1000次循環(huán)后的容量保持率為93.45%），這種陰極也具有出色的循環(huán)性能。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)高性能聚陰離子電極材料提供了新策略。

圖3. Me-NVMP//HC全電池性能

A Configuration Entropy Enabled High-Performance Polyanionic Cathode for Sodium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2024. DOI: 10.1002/adfm.202314019

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北理/人大AFM：基于構(gòu)型熵的高性能鈉離子電池聚陰離子陰極

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