具有Na−O−A‘局域构型的Na-离子层状氧化物(A’代表Li⁺、Na⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等非氧化还原活性阳离子)由于积累了阳离子和阴离子的氧化还原活性而成为高能量密度钠离子电池的正极选择。然而，A‘的迁移将降低Na−O−A’构型的稳定性，导致循环过程中容量急剧衰减和局部结构扭曲。

在这里，华东师范大学Chao Li用²³Na固体核磁共振和锌K边EXAFS技术揭示了基于Na−O−锌组态的层状氧化物的不可逆锌迁移和晶格氧氧化还原失活之间的密切关系。

文章要点

1）研究人员设计了一种Na_2/3Zn_0.18Ti_0.10Mn_0.72O₂阴极，有效地防止了锌的不可逆迁移，并显著提高了LOR的可逆性。

2）理论分析表明，迁移后的锌离子更倾向于占据四面体位置，而不是棱柱位置，通过在过渡金属层中掺入Ti⁴⁺可以有效地减少迁移的锌离子。

研究发现证实了Na−O−Zn构型可以作为一种适当的结构，通过谨慎地操纵层内阳离子排列来实现稳定的LOR。

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Chen Chen, et al, Mitigating the Formation of Tetrahedral Zn in Layered Oxides Enables Reversible Lattice Oxygen Redox Triggering by the Na−O−Zn Configuration, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c00913

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c00913