锰基普鲁士蓝，Na_2-δMn[Fe(CN)₆]（MnPB），由于其高容量，是钠离子电池（SIBs）正极材料的理想候选者。然而，在电池循环过程中，由于Mn²⁺被氧化为Mn³⁺时会发生不稳定的Jahn-Teller畸变，从而导致电池容量严重衰减。

近日，澳大利亚伍伦贡大学侴术雷教授报道了一种通过外延镍基普鲁士蓝(Na_2-δNi[Fe(CN)₆])（NiPB）外层来稳定MnPB的方法。NiPB与MnPB具有相似的晶格，因此如果一种材料生长在另一种材料的表面上，它们可以相互耦合。

文章要点

1）采用的一锅法合成依赖于一种对Mn²⁺和Ni²⁺具有不同亲和力的螯合剂，这阻止了Ni²⁺的反应，直到Mn²⁺被消耗掉。这是一种新的更简单的核壳材料的合成，传统上需要几个步骤。

2）所得材料的电化学容量为93 mA·h·g-1，500次充放电循环后仍保持96%的容量（MnPB为37%）。此外，该材料具有出色的倍率性能：在4 A g^-1（约55 ℃）下，可逆容量为70 mA h g^-1，Na⁺离子扩散系数在10^-8 cm² s^-1以上。

3）基于非原位XRD分析，富Mn相和富Ni相在充放电过程中都发生了相变，与纯MnPB相比，这些相变是完全可逆的，即使在长时间循环后也是如此。这表明富Ni外层在稳定通常电化学不稳定的富Mn核方面具有积极的作用。研究人员认为富Ni外层的外延性质对富Mn内层施加了各向异性应变，这可以防止它在脱钠过程中通常经历的Jahn-Teller畸变。

本文报道的合成方法为制备外延核壳颗粒提供了一种新的、简单的方法，并为实验由柠檬酸钠具有不同亲和力的其他金属对组成的层状普鲁士蓝材料或测试其他螯合剂提供了可能性。

参考文献

Florian Gebert, et al, Epitaxial Nickel Ferrocyanide Stabilizes Jahn-Teller Distortions of Manganese Ferrocyanide for Sodium-Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202106240

https://doi.org/10.1002/anie.202106240