「国家杰青」纪效波领衔！中南大学邹国强/侯红帅/梁超平&港科大黄兆东JACS丨局域配位工程调控Na3位点！

本文针对钠离子电池铁基聚阴离子正极材料Na₄Mn₁.₅Fe₁.₅(PO₄)₂P₂O₇中首圈不可逆容量损失问题展开研究。背景：该材料因结合高理论容量与结构稳定性备受关注，但Mn替代Fe引入的Jahn-Teller活性Mn³⁺导致局域八面体畸变，尤其Na3位点（五配位NaO₅）在首圈充电时优先脱出Na⁺，放电时因欠配位环境无法稳定重新插入，造成容量损失和结构退化。研究目的：通过局域配位环境重构策略，稳定缺陷敏感的Na3位点，抑制不可逆结构演化。结论：研究提出定向掺杂Al³⁺诱导相邻过渡金属位点从不稳定的TMO₅转变为稳定TMO₆构型，实现局域配位重构。该重构均化了TM-O和Na-O键合环境，促进Fe-Mn协同电荷补偿，热力学上增强Na3位点脱嵌可逆性，动力学上抑制结构应变。最终获得376 Wh kg⁻¹的高能量密度（提升18%），5C倍率下循环2000圈后容量保持率达71.3%。