「青年长江」吴兴隆领衔！东北师范大学谷振一最新JACS丨激活FeMn磷酸盐钠储能！

本文针对FeMn基聚阴离子磷酸盐Na4FeMn(PO4)3在钠离子电池中实验性能远低于理论预期的问题展开研究。背景上，FeMn基材料虽具有高电压、多电子反应和低成本潜力，但长期存在容量和反应平台的异常惰性。研究目的旨在揭示其失活根源并提出激活策略。结论方面，研究团队创新性地提出“电子时空限域”机制：空间上PO4四面体隔离Fe/Mn氧八面体形成电子孤岛，时间上自旋配对约束阻碍电子跃迁。基于此，引入具有空3d轨道的V/Ti作为电子桥，构筑Na3.6Fe0.6Mn0.6Ti0.5V0.3(PO4)3，成功激活多电子氧化还原反应。该材料在15 mA g-1下容量达168.3 mAh g-1，能量密度470.1 Wh kg-1；在2000 mA g-1下循环3000圈后容量保持率90.6%，并可覆盖约130摄氏度宽温区间。硬碳全电池能量密度达264.3 Wh kg-1，500圈后容量保持率80.4%，展示了实用化潜力。该工作为高性能钠离子电池正极材料设计提供了新思路。