优化轨道杂化诱导的淬火多级相变，并提高超低温（-70°C）下钠存储的氧化还原动力学

《Advanced Functional Materials》：Optimising Orbital Hybridization Induced Quenching Multistage Phase Transitions and Enhancing Redox Kinetics for Ultralow-Temperature (?70 °C) Sodium Storage

钠离子电池通过锌掺杂优化氧与过渡金属轨道杂化，抑制多相转变及Jahn-Teller畸变，显著降低激活能和阻抗，实现-70℃超低温下快速钠离子存储，RMNC-2电池组表现优异。

　　

摘要

不利的相变和缓慢的低温动力学严重限制了钠离子电池（SIBs）的应用。需要深入研究袋式电池中不利相变与低温动力学之间的内在关系。本文引入了锌（Zn）掺杂技术，以优化Na_0.67Ni_0.16Co_0.16Mn_0.67O_{2中氧（O）2p轨道和过渡金属（TM）3d轨道的杂化。这种掺杂增加了费米能级附近锌（Zn）3d态和锰（Mn）3d态之间的无序程度，从而破坏了Na⁺空位的有序排列，防止了多相转变（P2’和OP4）以及Jahn–Teller畸变的产生。值得注意的是，这种方法在提高正极材料氧化还原可逆性的同时，还减少了不可逆的过渡金属迁移现象。通过优化轨道杂化，激活能和阻抗显著降低，使得Na⁺在超低温（-70°C）下的存储速度大大加快。硬碳||Na0.67Ni0.16Co0.16Mn0.65Zn0.03O2（RMNC-2）袋式电池表现出优异的实际性能：具有较高的平均容量（486 mAh）、基于正负极总重量的高能量密度（207 Wh kg^?1），以及良好的低温耐久性。这项研究为锂离子电池（LIBs）废弃正极的回收再利用提供了宝贵的见解，有助于开发适用于袋式电池的可持续SIBs正极材料，特别关注其在超低温环境下的兼容性。}

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。