基于多功能配体介导调控的钠基层状氧化物正极通用电压增强策略

为解决钠离子电池(SIBs)正极材料工作电压受限的瓶颈问题，研究人员通过配体场工程策略对过渡金属氧化物电子结构进行调控。以Na0.67Mg0.2Mn0.8O2为模型，引入弱场配体改变MnO6八面体配位环境，使Mn3+/Mn4+氧化还原电位提升0.24 V，放电容量增加35.7%，循环稳定性显著改善。该研究为设计高电压钠基层状氧化物正极提供了新思路。

　　

这项突破性研究揭示了配体场调控在提升钠离子电池(SIBs)正极性能中的关键作用。科研团队巧妙地采用弱场配体修饰MnO₆八面体的配位环境，通过降低晶体场分裂能(CFSE)使Mn的e_g轨道能级下移。这种电子结构调控将价带顶(VBM)推离真空能级，成功将Mn³⁺/Mn⁴⁺氧化还原电位平均提升0.24 V，犹如为电池装上了"电压助推器"。

更有趣的是，这种配体工程策略还带来了多重增益效应：初始Mn氧化态降低使放电容量飙升35.7%至153.2 mA h g^-1；同时有效抑制了Jahn-Teller畸变和Mn³⁺歧化反应，使200次循环后容量保持率高达94.4%，较原始样品(69.9%)显著提升。这种"一石三鸟"的设计策略可推广至其他涉及e_g轨道氧化还原的体系(如Ni、Fe基正极)，为开发高电压钠电正极材料开辟了新航道。