原位电化学掺镧增强普鲁士蓝框架结构稳定性与结晶水管理新策略

本研究针对普鲁士蓝（PB）正极材料在电化学循环中因晶格畸变和残留结晶水导致的性能衰减问题，提出通过原位电化学将La3+掺入Na+位点的策略。La3+的高电荷密度强化框架稳定性并动态固定水分子，使PB-La正极在1 A g?1下循环1500次后容量保持率达86.1%，为高性能钠离子电池设计提供新思路。

　　

普鲁士蓝（Prussian Blue, PB）正极材料因其可调节的框架结构和低成本优势备受关注，但晶格畸变和残留结晶水在电化学循环过程中引发的结构退化问题严重制约其应用。本研究创新性地提出通过三价镧离子（La³⁺）掺杂策略，在电解液中利用原位电化学方法将La³⁺嵌入PB框架的钠位点（Na⁺ sites）。La³⁺的高电荷密度使其与框架产生强相互作用，且在充放电/脱钠过程中不被萃取，实现持续的结构强化。同时，La³⁺与水分子具有高结合能，可有效稳定框架中的间隙水和配位水。与传统旨在降低结晶水含量的钠位点掺杂技术不同，La³⁺的动态锚定作用避免了水合钠离子（hydrated Na⁺）迁移引发的晶格畸变，并抑制电解液中水诱导副反应。优化后的PB-La正极在1 A g^?1电流密度下循环1500次后容量保持率高达86.1%。该策略普适性显著：即使在预脱水PB体系中仍能实现114.2 mAh g^?1的高容量，200次循环后容量保持率92.6%，展现了其对不同PB结构增强稳定性的通用价值。