北京理工大学赵永杰/金海波Small:阳离子掺杂实现钠电层状氧化物正极材料中阴阳离子协同氧化还原反应

第一作者：倪青

通讯作者：赵永杰*，金海波*

单位：北京理工大学，中国人民大学

锰基P2层状正极材料具有生产成本低、能量密度高等优势，但是未改性的锰基P2正极通常具有如下缺点：（1）结构稳定性差，Jahn-Teller效应明显且易与空气中成分反应；（2）循环稳定性差，充放电时相变明显，容量衰减较快；（3）材料的实际充放容量低。

为了解决上述问题，北京理工大学赵永杰副教授和金海波教授设计了由Fe和Al共掺杂的Na_2/3Mn_2/3Fe_1/6Al_1/6层状正极。该正极材料明显抑制了Mn³⁺的Jahn-Teller效应，实现了阴阳离子协同氧化还原反应（Fe³⁺/Fe⁴⁺，O^2-/(O₂)^n-），在20 mA g^–1 循环时容量>170 mAh g^-1。原位XRD和非原位TEM、XPS等结果表明材料在循环过程中结构稳定。

要点一

要点二

Na_2/3Mn_2/3Fe_1/6Al_1/6正极的循环稳定性好，比容量高，即使在1000 mA g^–1电流密度下，仍可实现>90 mAh g^-1的容量。

要点三

要点四

Dual-Function of Cation-Doping to Activate Cationic and Anionic Redox in a Mn-Based Sodium-Layered Oxide Cathode

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202200289

赵永杰  副教授 

主要从事功能陶瓷材料及电子陶瓷元器件的开发。截止目前，以第一作者和通讯作者身份在Advanced Functional Materials、ACS Catalysis、Nano letter、Nano Energy、Small等杂志上发表SCI论文70余篇。申请获批发明专利10余项。先后主持国家自然科学基金青年和面上项目、北京理工大学优秀青年教师等项目。

金海波  教授 

长期从事一线教学和科研工作。先后主持和完成国家 863 计划课题、国防863计划课题、国家自然科学基金、教育部科学研究重大项目、国防类项目等各类科研课题10余项作为通讯作者或第一作者在Advanced Materials等材料类专业期刊发表SCI论文60余篇，SCI他引6000余次，获授权专利15项，作为主编出版教材2部。先后入选教育部新世纪人才、北京市科技新星、北京市优秀人才等支持计划。