引发阴离子氧化还原反应是提高层状过渡金属(TM)氧化物容量的有效方法。然而，不可逆的氧释放和高电压下的结构恶化仍然是一个难题。

在此，武汉理工大学麦立强教授，周亮教授，Khalil Amine，Jiantao Li开发了一种Mg离子和空位双掺杂策略，部分TM离子钉扎在Na层中，以提高阴离子氧化还原反应的可逆性和层状氧化物的结构稳定性。

文章要点

1）Mg离子和空位(□)都包含在TM层中，而部分Mn离子(~1.1%)占据Na位。引入的Mg离子与空位结合不仅创造了丰富的非键合O 2p轨道，有利于高氧氧化还原容量，而且还抑制了源自Na–O–□配置的电压衰减。

2）钉扎在Na层中的Mn离子充当“铆钉”，抑制板坯在极端脱钠状态下的滑动，从而抑制裂纹的产生。正极Na_0.67Mn_0.011[Mg_0.1□_0.07Mn_0.83]O₂具有增强的放电容量和良好的循环性能。

这项研究为构建稳定的层状氧化物正极以及用于钠存储的高度可逆阴离子氧化还原反应提供了见解。

参考文献

Cai, C., Li, X., Li, J. et al. Transition metal vacancy and position engineering enables reversible anionic redox reaction for sodium storage. Nat Commun 16, 100 (2025).

DOI：10.1038/s41467-024-54998-1

https://doi.org/10.1038/s41467-024-54998-1