錳基鈉超離子導(dǎo)體（NASICON）型材料因其環(huán)境友好性和成本效益而成為鈉離子電池（SIB）中前景廣闊的正極材料。然而，由于錳的內(nèi)在動(dòng)力學(xué)限制和負(fù)結(jié)構(gòu)退化，錳基材料的循環(huán)性能不佳，這阻礙了其實(shí)際應(yīng)用。

中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所劉宇、楊程等首次提出了一種新型三元NASICON型Na4-xMnTixCr1-x(PO4)3 (0≤x≤1)。與傳統(tǒng)的元素?fù)诫s策略不同，Ti4+的半徑非常接近Cr3+，因此無(wú)論Ti/Cr的比例如何，三元正極都能形成完美的NASICON結(jié)構(gòu)。 研究顯示，最佳的電化學(xué)性能成分為Na3.5MnTi0.5Cr0.5(PO4)3。由于強(qiáng)大的扎釘效應(yīng)和改進(jìn)的電子結(jié)構(gòu)，NMTCP-50在2 A g-1條件下循環(huán)5000次后仍能保持約75%的循環(huán)壽命。此外，異價(jià)取代增加了Na+空位的數(shù)量，從而促進(jìn)了Na+的擴(kuò)散。

三元協(xié)同效應(yīng)還改變了NMTCP-50的能帶結(jié)構(gòu)。因此，NMTCP-50在2 A g-1的條件下顯示出81 mAh g-1的優(yōu)異倍率性能。為了證明這一概念，這項(xiàng)工作組裝了一個(gè)高性能NMTCP-50//HC全電池，它在20 mA g-1電流條件下的比容量高達(dá) 138.3 mAh g-1。總體而言，這項(xiàng)工作推動(dòng)了高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和低成本SIB的發(fā)展。

A Mn-based Ternary NASICON-Type Na3.5MnTi0.5Cr0.5(PO4)3/C Cathode for High-Performance Sodium-Ion Batteries. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102978