为了满足日益增长的大规模储能技术的需求，开发理想的钠离子电池正极材料仍然是一个巨大的挑战。

近日，美国得克萨斯大学奥斯汀分校Xiangwen Gao，北京理工大学赵永杰副教授报道了一种具有高比容量和工作电压的NASICON结构的Na₄MnCr(PO₄)₃正极材料。

文章要点

1）在Na₄MnCr(PO₄)₃正极中，Mn²⁺/Mn³⁺（3.75/3.4 V）、Mn³⁺/Mn⁴⁺（4.25/4.1 V）和Cr³⁺/Cr⁴⁺（4.4/4.3V vs Na/Na⁺）氧化还原对的可逆反应使钠嵌/提取过程发生了显著的三电子氧化还原反应。

2）NASICON结构高度稳定，循环时具有极小的体积变化，从而保证了电极材料的持久循环稳定性（在2.5−4.6 V的电压范围内，500次循环后容量保持率为73.3%)。阻抗分析和界面表征结果表明，高电位下正极电解质界面的演化与电容衰减有关，同时也突出了NASICON结构的稳固性。

3）使用离子液体和构建具有更宽电化学窗口的全固态钠电池可以改善循环性能，从而促进Na₄MnCr(PO₄)₃正极材料在大规模静态储能方面的应用。

参考文献

Yongjie Zhao, et al, Elevating Energy Density for Sodium-Ion Batteries through Multielectron Reactions, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00100

https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00100