对高比能钠离子电池的需求促进了对层状过渡金属氧化物正极中高能氧氧化还原化学反应过程的深入研究。但是，大多数带有氧还原反应的层状正极可能会产生不可逆的电化学反应，导致容量的快速衰减和潜在的O₂释放。近日，美国马里兰大学王春生教授等人报道了具有强电负性的铜元素可以稳定缺钠的P2-Na_2/3Mn_0.72Cu_0.22Mg_0.06O₂相，从而实现阳离子和阴离子氧化还原化学。硬X射线和软X射线吸收光谱表明，所有的Mn³⁺/Mn⁴⁺，Cu²⁺/Cu³⁺和O^2-/（O2）^n-在钠离子脱出和插入后均参与氧化还原反应。密度泛函理论（DFT）计算证实，铜和氧之间的强共价性确保了P2-Na_2/3Mn_0.72Cu_0.22Mg_0.06O₂相中的阳离子和阴离子氧化还原活性。P2-Na_2/3Mn_0.72Cu_0.22Mg_0.06O₂正极表现出稳定的循环寿命，在1C的倍率下循环100圈的容量保持率为87.9％，以及高倍率性能（在10C循环时为70.3 mA h g^-1）。他们的发现不仅为提高基于阴离子氧化还原活性的层状氧化物的电化学性能提供了指导方针，而且还探索了氧氧化还原工艺背后的潜在科学原理。

Peng-FeiWang, YaoXiao, NanPiao, Qin-ChaoWang, XiaoJi, TingJin, Yu-JieGuo, SufuLiu, TaoDeng, ChunyuCui, LongChen, Yu-GuoGuo, Xiao-QingYang, Chunsheng Wang, Both Cationic and Anionic Redox Chemistry in a P2-Type Sodium Layered Oxide, Nano Energy 2020

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104474

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.104474