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深度提脫/嵌鈉的正極通常會引起不希望出現的Jahn-Teller畸變和相變，這兩種情況都會降低結構穩(wěn)定性，從而導致長周期可靠性較差。

圖1 Na_2/3Li_1/6Co_1/6Mn_2/3O₂的結構表征

加利福尼亞大學爾灣分校忻獲麟等報告了一種零應變的P2-Na_2/3Li_1/6Co_1/6Mn_2/3O₂正極。具體而言，作者設計了一系列Li/Co取代的Na_2/3Li_xCo_1/3-xMn_2/3O₂，并通過詳細的結構演變和電荷補償機制研究了成分與電化學行為之間的關系。

研究表明，單價Li⁺和三價Co³⁺通過還原Mn³⁺/Mn⁴⁺的氧化還原，有助于減輕Jahn-Teller畸變，并使晶格變化最小化。

因此，優(yōu)化的Na_2/3Li_1/6Co_1/6Mn_2/3O₂在2.0?4.5 V的電壓范圍內實現單相反應，同時具有高的可逆容量（在0.1C下為178 mAh g^?1）、優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（在1C下250次循環(huán)后的容量保持率為95.8%，在5C下1200次循環(huán)后的容量保持率為80.1%）和倍率性能（相對于0.1C，在10C下的容量保持為53.8%）。

圖2 Na_2/3Li_1/6Co_1/6Mn_2/3O₂的電化學性能

此外，高能X射線衍射分析和掃描透射電子顯微鏡表征證明了Na_2/3Li_1/6Co_1/6Mn_2/3O₂的“零應變”循環(huán)特征，其中在整個充電/放電過程中，原始P2結構得到了很好的保持，沒有任何OP4或O2相的形成，最大體積變化僅為0.53%。

這項工作為解決錳基正極的結構不穩(wěn)定性提供了一種有效的方法，即通過陽離子氧化還原和陽離子相互作用調節(jié)來最大限度地減少應變變化。

圖3 Na_2/3Li_1/6Co_1/6Mn_2/3O₂循環(huán)中的結構演化

Regulating Cation Interactions for Zero-Strain and High-Voltage P2-type Na2/3Li1/6Co1/6Mn2/3O2 Layered Oxide Cathodes of Sodium-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202304628

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忻獲麟教授，重磅Angew.！

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