取代Fe还是Mn？原子级揭秘Mg2+掺杂如何“精准”稳定O3型钠电正极结构

背景：为提高钠离子电池的成本效益，使用地球丰度元素构建正极成为研究趋势。NaNi0.2Fe0.4Mn0.4O2（NFM244）作为潜力正极，但其O3框架中钠离子迁移路径复杂、相变频繁，限制了电化学稳定性。研究目的：通过系统比较，阐明Mg掺杂在优化O3型NFM244结构与电化学行为中的作用，特别是Mg2+优先取代Fe3+而非Mn3+的原因及其影响。结论：Mg2+掺杂能强化氧骨架、缓解晶格应变并抑制高电位下的不可逆相变，提高颗粒机械稳定性。适量（约5%）Mg取代Fe3+可有效平衡结构稳定性与动力学性能，提升容量、循环稳定性及钠离子扩散效率，抑制结构退化，为未来阳离子调控及高熵设计提供方向。