钪掺杂激活Na3.97VMn0.97Sc0.03(PO4)3高频Na+跳跃实现稳定多电子转移

为解决钠离子电池（SIBs）阴极材料Na4VMn(PO4)3（NVMP）因V3+/V4+与Mn2+/Mn3+氧化还原动力学受限导致的低容量问题，研究人员通过Sc掺杂设计出Na3.97VMn0.97Sc0.03(PO4)3。该材料在2.0–3.8 V电压区间激活多电子转移（2.05 e?），容量提升16.7%至113.8 mAh g?1，并借助高频Na+跳跃实现1400次循环后80.2%的容量保持率，为高能阴极设计提供新策略。

　　

钪（Sc）掺杂的Na_3.97VMn_0.97Sc_0.03(PO₄)₃材料成功破解了钠离子电池（SIBs）领域的关键难题。传统Na₄VMn(PO₄)₃（NVMP）阴极因V³⁺/V⁴⁺和Mn²⁺/Mn³⁺的"慢动作"氧化还原反应，导致容量捉襟见肘。研究团队巧妙引入Sc元素，在2.0-3.8 V（vs Na⁺/Na）的"安全电压区"内激活了2.05个电子的转移大戏，比原始材料多贡献了16.7%的容量（113.8 mAh g^?1）。

这出"电子芭蕾"的幕后功臣是Sc掺杂诱导的V_Na′空位——它们像搭建了高速公路收费站，让Na⁺离子开启高频跳跃模式，扩散速率飙升。更妙的是，这种原子级改造还让材料在5C倍率下历经1400次充放电后，仍能保持80.2%的容量，展现出惊人的"抗衰老"特性。该研究不仅为多电子转移阴极设计提供了新范式，更让低成本钠离子电池向实用化迈出关键一步。