Inhibiendo el Efecto Jahn–Teller del Hexacianoferrato de Manganeso a través de la Codopado de Ni y Cu para Baterías Avanzadas de Iones de Sodio

Resumen Los análogos de azul de Prusia (PBAs) basados en manganeso (Mn) son de gran interés como un material de cátodo prospectivo para baterías de iones de sodio (SIBs) debido a su alto potencial redox, fácil síntesis y bajo costo. Sin embargo, el efecto Jahn–Teller y la baja conductividad eléctrica del PBA basado en Mn causan una mala estabilidad estructural y un rendimiento insatisfactorio durante el ciclo. En este trabajo, se desarrolla un cátodo novel codopado con níquel y cobre K 2 MnFe(CN) 6 a través de una estrategia simple de coprecipitación. Los elementos de dopaje mejoran la conductividad eléctrica del PBA basado en Mn reduciendo la brecha de banda, así como suprimen el efecto Jahn-Teller al estabilizar el marco, como lo verifican los cálculos de teoría de funcionales de densidad. Al mismo tiempo, la sustitución de sodio por potasio en la red es beneficiosa para llenar vacantes en el marco del PBA, lo que lleva a mayores voltajes de operación promedio y una superior estabilidad estructural. Como resultado, el cátodo basado en Mn preparado presenta una excelente capacidad reversible (116.0 mAh g −1 a 0.01 A g −1) y una estabilidad de ciclo superior (81.8% de retención de capacidad en 500 ciclos a 0.1 A g −1). Este trabajo proporciona una estrategia de dopaje rentable para inhibir la deformación estructural de Jahn–Teller para el diseño de material de cátodo estable de SIBs.