鑽石舞台

共同第一作者：石欽昊、齊瑞娟、馮曉晨、王靜

通訊作者：趙玉峰*

單位：上海大學

圖1. P2-NaMNNb的原子級結構表徵。

要點二：優異的半/全電池性能

P2-NaMNNb||Na 半電池在 2.4-4.15 V 電壓範圍內以92 mA g-1電流密度充放電，表現出 96.6 mAh g-1的高比容量，在 9.2 A g-1（50 C）時仍保持 65.8 mAh g-1。實現了P2相層狀材料高倍率性能。此外，P2-NaMNNb 在低溫（-40 °C）下表現出層狀正極材料未報道過的低溫高容量保持率（室溫比容量的 98%），在 92 mA g-1時的放電容量為 94.5 mAh g-1，在 1.84 A g-1時保持 62.9 mAh g-1。

P2-NaMNNb的這種低溫性能優於文獻中報道的層狀正極材料。P2-NaMNNb的長循環穩定性在-40 °C的低溫條件下以 368 mA g-1電流密度循環，在1800 次循環後仍能保持69 mAh g-1（76% 容量保持率）的高可逆放電容量，平均每個周期容量衰減0.013% 的比率。需要注意的是，P2型層狀正極的高倍率和低溫性能並不總是需要依靠全固溶反應來實現。

圖2. 半電池的電化學性能

圖3. 全電池的電化學性能

圖4. DFT計算

趙玉峰教授簡介：教授/博士生導師，英國皇家化學會會士（Fellow of Royal Chemical Society, FRSC)。

入選河北省高校百名優秀創新人才支持計劃，河北省三三三人才工程，獲Nano Research新銳青年科學家獎、秦皇島市第九屆青年科技獎。主持河北省傑出青年基金、國家自然科學基金、上海市科委2020「科技創新行動計劃」、上海大學高水平人才啟動經費、河北省優秀青年基金、上海市自然科學基金、河北省自然科學基金以及企業合作項目等多項科技項目。擔任中國有色金屬學會第八屆稀有金屬冶金學術委員會委員、中國儲能與動力電池及其材料專業委員會委員、上海市氫能和燃料電池創新團隊骨幹、上海市新一代智能運載裝備動力電源氫能燃料電池創新團隊骨幹，以及多個期刊的編委。近年來，研究領域主要集中於電化學能源材料，重點關注鈉離子電池、電解水制氫的關鍵材料及器件，迄今為止在Nat Commun、Angew Chem、Adv Mater、Adv Funct Mater、Energy Environ Sci等國際期刊發表論文150餘篇；申請國家發明專利20餘項。

齊瑞娟，華東師範大學物理與電子科學學院；華東師範大學公共創新平台電鏡中心高級工程師，主持/參與重離子轟擊金屬樣品的透射電鏡分析項目、國家自然科學基金面上項目等，近年來已在Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., JACS等重要期刊發表學術論文篇80餘篇。

馮曉晨，燕山大學/上海大學可持續能源研究院2019級碩士研究生。研究方向主要為第一性原理計算在鈉離子電池正極材料的應用。

王靜，燕山大學環境與化學工程學院副教授，主持完成國家自然科學基金青年基金、河北省自然科學基金青年基金、河北省留學歸國人員項目等，入選「河北省優秀青年基金」、「河北省高等學校青年拔尖人才計劃」，河北省創新團體項目「納米催化化學」研究骨幹。擔任《稀有金屬》青年編委。近五年來，已在Angew. Chem. Int. Ed., Energy & Environ. Sci., Adv. Mater, Nat Commun等重要期刊發表學術論文篇40餘篇。