Mn3+的Jahn−Teller(JT)效应所引起的NaMnⅢ[FeⅢ(CN)6]向NaMnⅢ[FeⅢ(CN)6]的巨大畸变,阻碍了钠离子电池(SIBs)正极Na2Mn[Fe(CN)6](NMF)的循环稳定性和电压保持。
近日,新加坡科技设计大学Yang Shang,Hui Ying Yang报道了提出了一种拓扑定向外延工艺,通过调节拓扑定向转变的动力学,生成K2Mn[Fe(CN)6](KMF)亚微米八面体,并将其组装成八面体超结构(OSs)。
文章要点
1)作为SIB正极,KMF的自组装行为显著提高了结构稳定性,减小了与电解液的接触面积,从而抑制了KMF正极中过渡金属在电解液中的溶解。
2)更重要的是,KMF通过Na+脱嵌作用部分转化为NMF,现有的KMF起到了稳定剂的作用,打乱了NMF的长程JT有序,从而抑制了整体的JT畸变。
3)结果表明,KMF型正极材料的电化学性能优于NMF型正极材料,具有高度可逆的相变和优异的循环性能,在0.1/0.5 A g−1条件下,1500/1300次循环后的容量保持率为80%。
这项工作不仅促进了拓扑定向外延的创新合成方法,而且为探索JT结构变形与循环稳定性之间的关系提供了一条途径。
参考文献
Xiaoxia Li, et al, Topotactic Epitaxy Self-Assembly of Potassium Manganese Hexacyanoferrate Superstructures for Highly Reversible Sodium-Ion Batteries, ACS Nano, 2021
DOI:10.1021/acsnano.1c07231
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c07231