主要观点总结
本文介绍了昆明理工大学周忠仁、王贤树和段建国等人对NaNi 0.33 Fe 0.33 Mn 0.33 O 2 正极材料的研究工作。通过Sn 4+ 对Mn位微量取代，调节Mn位局部价态分布，形成低自旋的Mn 3d 电子构型，有效缓解Mn 3+ 的Jahn-Teller畸变，实现钠离子的快速输运。这项工作为层状过渡金属氧化物的设计提供了深入见解，并改善了电池的电化学性能。相关工作发表在《Advanced Functional Materials》上。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
随着锂资源的日益枯竭，钠离子电池成为对锂资源减少依赖的一种可行替代品。O3型层状氧化物正极材料因其高理论容量而备受关注。
关键观点2: 研究核心问题
过渡金属与氧的相互作用以及Mn 3+ 的Jahn-Teller效应会恶化钠离子传输动力学，降低材料的容量和电化学性能。本研究从局部电子价态调控的角度出发，利用Sn 4+ 的特性，通过Sn-O-Mn的桥接作用，调节Mn位局部价态分布。
关键观点3: 研究方法
研究团队通过简单的固相法在NaNi 0.33 Fe 0.33 Mn 0.33 O 2 材料中Mn位进行微量Sn取代，构建Mn-O-Sn的桥连效应，调节Mn位局部价态分布。利用Sn 4+ 的强电负性特质，以O作为电子传递的中间“桥梁”，诱导高自旋的Mn 3+ 转化为低自旋状态。
关键观点4: 研究结果
通过非原位的XPS、理论计算和原位XRD等手段证明了Sn 4+ 对Mn位局部价态的调控作用，探究了Sn 4+ 取代在NaNi 0.33 Fe 0.33 Mn 0.33 O 2 材料中的作用机理。这种调控有效地提高了材料的钠离子传输动力学、电化学性能和循环性能。
关键观点5: 研究影响
这项工作为含Mn层状氧化物的Jahn-Teller效应抑制机制提供了指导，为先进电池的开发提供了深入见解，并有望推动钠离子电池的实用化进程。
文章预览
【研究背景】 近年来，随着有限的锂资源日益枯竭，在即将到来的后锂离子电池时代，钠离子电池（SIBs）已经成为对锂资源减少依赖的一种可行替代品。O3型层状氧化物正极材料(例如NaNi 0.33 Fe 0.33 Mn 0.33 O 2 )因其潜在的高理论容量，成为有望商业化的备选材料。然而，过渡金属(如Ni、Mn或Fe)与氧(TM-O键)的相互作用所决定的钠离子传输通道；此外，值得关注的是，在含Mn的氧化物正极材料中，Mn 3+ 具有较强的Jahn-Teller效应会引起过渡金属层结构坍塌。两种因素都会恶化钠离子传输动力学，降低材料的容量和电化学性能，阻碍了材料的实际应用。 根据经典的固态化学理论，Jahn-Teller效应与某些过渡金属电子轨道上未配对电子的高自旋度相关。所以由于Mn 3d 的固有电子分布，Mn 3+ 表现为高自旋态。受此启发，我们从局部电子价态调控的角度出发，利用Sn 4+
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