在中等熵NASICON阴极中的主导固溶反应，用于高倍率钠离子电池

锰基NASICON阴极材料通过多电子Mn2?/3?/??氧化还原和快钠离子扩散实现高能量密度钠离子电池，但受强电子反常畸变（Mn3?）导致结构退化影响。本研究采用 scalable ball-milling法制备Na?Mn?/?Ti?/?V?/?(PO?)?中熵调控材料，整合Ti3?/??、V3?/??和Mn2?/3?/??多电子反应，在20mA/g电流下实现178.8mAh/g可逆容量，500次循环后容量保持率82.24%（200mA/g）。原位XRD证实中熵结构促进固溶体主导机制，DFT和电化学表征表明中熵调控可优化离子传输并抑制相变。全电池（NMTVP-V?/?||硬碳）在50mA/g时容量达162.9mAh/g，该策略适用于其他多阴离子体系。

　　

摘要

基于锰的NASICON正极通过多电子Mn^2+/3+/4+氧化还原反应和快速的Na⁺扩散，实现了高能量密度的钠离子电池。然而，这些正极存在Jahn-Teller畸变（Mn³⁺），导致结构退化以及循环性能下降。本文报道了一种通过可扩展的球磨法合成的中等熵Na₃Mn_2/3Ti_2/3V_2/3(PO₄)₃正极材料，该材料整合了Ti^3+/4+、V^3+/4+和Mn^2+/3+的氧化还原对。NMTVP-V_2/3在20 mA g^{?1?1?1?1原位 XRD分析表明，接近等摩尔的Ti/Mn/V混合比例形成了中等熵结构，使反应机制从混合固溶体和两相反应转变为以固溶体反应为主。结合电化学表征和密度泛函理论（DFT）的结果表明，这种中等熵优化的NMTVP-V_2/3材料增强了离子传输并减缓了相变退化。此外，NMTVP-V_2/3与硬碳负极组成的全电池在50 mA g?1?1}

利益冲突

作者声明没有利益冲突。