国家杰青崔光磊团队最新钠电正极：锰介导的还原耦合机制稳定阴离子氧化还原化学

本文针对P2型钠离子电池层状氧化物正极材料在高压下因氧过度氧化导致的不可逆晶格氧损失、结构相变与性能衰减问题展开研究。中科院青岛能源所崔光磊团队联合青岛大学，在P2-Na0.64Ca0.03Ni0.33Mn0.67O2正极中揭示了由Ca掺杂触发的锰介导还原耦合机制。通过同步辐射表征与密度泛函理论计算证实，Ca掺杂降低了Mn 3d轨道晶体场分裂能，促进高压下O 2p轨道向Mn eg轨道的电荷转移，同时钠层中的Ca2+作为刚性柱体抑制了有害的P2–O2相变，实现单一P2固溶体反应并大幅降低晶格应变。实验结果表明，改性材料在4.3 V高截止电压、1.0 C倍率下循环800次后容量保持率从34%提升至80%，显著提升了阴离子氧化还原的可逆性与动力学，抑制了CO2释放、电解液副反应及过渡金属溶解。该研究首次在Mn基体系中证实还原耦合机制的存在，为开发高压稳定型钠离子电池正极材料提供了新策略。研究成果发表于Advanced Energy Materials。