新加坡技术与设计大学 研究人员开发了一种高度稳定的钠储存阴极材料
信用:SUTD 随着电子技术的不断进步，高能电源的发展已经成为未来科技发展的关键环节
然而，锂资源的短缺和回收的困难已成为限制其发展的重要因素
非锂基可充电电池具有取之不尽、用之不竭的原材料，如钠离子电池，近年来引起了广泛关注
阴极作为硅硼化合物能量输出的关键决定因素，其发展取得了令人振奋的进展，包括层状材料、聚阴离子和普鲁士蓝类似物等
在这些阴极中，锰基普鲁士蓝类似物(锰-铁铅酸蓄电池，钠化锰[铁(氯化萘)6])由于其较高的理论容量和自适应的体积变化而成为最有前途的硅硼电池阴极材料之一
然而，锰铁铅酸蓄电池在立方相向四方相转变过程中循环可逆性和容量保持性较差，这与贾恩-泰勒变形引起的锰-N6八面体的大变形有关
以前抑制大的结构变形的努力主要集中在优化相结构或部分原子替换上，但是这些方法不能在保持高容量的同时保持稳定的循环，这对于电池的实际应用是必要的
在发表在《化学》杂志上的这项研究中，研究人员开发了一种可控策略，通过使用强螯合剂乙二胺四乙酸二钠(Na2EDTA)，在锰铁磷酸盐缓冲溶液中产生非常规阳离子锰空位(VMn)
锰铁铅酸蓄电池中的钒锰可抑制锰氮键的移动，从而减轻锰N6八面体的贾恩-泰勒畸变，导致NMF高度可逆的相变，以及出色的长期循环稳定性和容量保持(见图)
由于乙二胺四乙酸二钠的强螯合作用，Mn2+和乙二胺四乙酸二钠螯合形成高度稳定的六配位八面体，不仅大大减缓了Mn2+的释放速率和乙二胺四乙酸NMF的形成速率，而且从晶格中去除了锰原子
随着反应的进行，Na2EDTA的强配位将继续腐蚀NMF并在表面产生更多的VMn
锰铁铅酸蓄电池中的VMn可作为防止电池循环过程中结构损伤的第一道屏障
因此，锰铁多溴联苯醚对两种半电池(72
0° 2700次循环后3%
5g-1)和全细胞(75
0° 550次循环后5%
1 A g-1)
“考虑到多溴联苯醚的简易合成和巨大的多样性，这项工作不仅促进了可控缺陷或空位工程的创造性合成方法，而且为探索多溴联苯醚之外的材料的结构、空位和电化学性能之间的关系开辟了无限的途径，”该研究的第一作者、来自苏通的杨惠英副教授说
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