镧诱导相工程构建P2/O3复合相层状正极实现钠离子电池结构稳定与快速钠离子传输

为解决Fe/Mn基P2型层状氧化物因Mn3+的Jahn-Teller畸变和不可逆P2-Z相变导致的循环稳定性差问题，研究人员通过溶胶-凝胶法和高温煅烧构建了Cu/Mg/La多元素掺杂的P2/O3复合相正极材料Na0.67Fe0.19Mn0.5Cu0.2Mg0.1La0.01O2（FMCML）。该设计通过LaO6八面体形成细化颗粒并提升结晶度，使材料在2000 mA·g−1下循环1600次仍保持74.92%容量，为高性能钠离子电池开发提供新思路。

在钠离子电池(SIBs)领域，铁锰基P2型层状氧化物正极虽具潜力，却长期受困于三价锰(Mn³⁺)引发的晶格扭曲(Jahn-Teller效应)和破坏性的P2-Z相变。这项研究巧妙运用铜(Cu)、镁(Mg)和镧(La)的协同掺杂魔法，通过溶胶-凝胶(sol-gel)工艺与高温煅烧的完美配合，成功制备出具有双相结构的"超级合金"正极材料FMCML。其中La³⁺如同纳米建筑师，诱导形成LaO₆八面体结构，不仅将颗粒尺寸精雕细琢，还显著提升了材料结晶度。

这种设计带来三重惊喜：首先有效封印了Mn³⁺的破坏力，其次通过P2/O3双相联动抑制了钠离子空位有序排列，最终实现惊人的电化学表现——在堪比闪电的2000 mA·g⁻¹超高电流下，历经1600次充放电仍能保持74.92%的容量，犹如给钠离子修建了立体交叉的高速公路。更令人称奇的是，材料在空气中展现出卓越的稳定性，为下一代高性价比储能器件点亮了指路明灯。