近期，我院于忠卫副教授、黄艳艳教授课题组与中科院硅酸盐研究所共同合作，在钠离子电池正极材料优化设计方面取得进展。相关研究成果以《Achieving  Long Cycle Life of Ta-Doped Manganese-Based Oxide Through Complementary Polyhedral Distortion》为题发表在《SMALL》上。我院2023级研究生范嘉烨为第一作者，pornHD 于忠卫副教授、中科院硅酸盐研究所赵晓琳副研究员、刘建军教授为论文共同通讯作者，pornHD 为第一单位。

钠离子电池（SIBs）凭借其钠资源天然储量丰富、成本低廉以及可与锂离子电池相媲美的电化学机理等固有优势，已成为大规模储能应用中锂离子电池（LIBs）的有力替代方案。然而，三价锰Jahn-Teller效应引起的晶格畸变在锂离子电池和钠离子电池领域均普遍存在，因此钠离子电池的实际应用在很大程度上依赖于开发具有稳定循环性能和快速动力学特性的高性能电极材料。该研究表明在Mn位点进行1% Ta掺杂会在相邻的[MnᴵᴵᴵO₆]八面体中诱发互补多面体畸变，使得一个相邻Mn—O键伸长而另一个缩短，有助于维持结构稳定性。同时，S形隧道中两个五配位[MnᴵᴵᴵO₅]多面体的畸变指数均显著降低，从而削弱了Jahn-Teller效应。电化学表征表明，由于结构稳定性的增强和Na⁺扩散动力学的改善，NMTO-1在3C倍率下经400次循环后容量保持率为98.6%，在20C倍率下经3000次循环后容量保持率为84.53%。这些结果表明，Ta掺杂是开发高性能NaMnO正极的有效策略。

该研究工作得到国家自然科学基金、上海市自然科学基金、江苏省研究生科研与实践创新计划项目等项目的支持。

（黄艳艳）

相关链接：//doi.org/10.1002/smll.74947