孙世刚院士团队，最新Angew.！

在钠离子电池（SIBs）中，在过渡金属化合物（TMCs）上不可逆的相转化和困难的解吸会引起的低的初始库仑效率（ICE）。然而，反应可逆性差的潜在物理化学机制仍然是一个有争议的问题。

在此，厦门大学孙世刚院士、廖洪钢教授团队通过使用原位透射电子显微镜和原位X射线衍射，证明了NiCoP@C是由P在碳层中的快速迁移和放电过程中分离的Na₃P优先形成引起的。通过对碳涂层进行改性，抑制了Ni/Co/P原子的迁移，从而提高了ICE和循环稳定性。抑制引起组分分离和快速性能退化的快速原子迁移可应用于广泛的电极材料，并指导先进SIB的发展。

图1. 原位透射电镜表征NiCoP@C

具体而言，本工作构建了一个碳涂层NiCoP@C用于SIB的负极。通过使用原位TEM，可视化了反应过程中无序碳对电极结构演变的影响。与以前的观点不同，本工作证明无序碳的增加不会影响Na的脱出。相反，无序程度越高的碳可以抑制活性元素（Ni/Co/P原子）的原子迁移，提高反应的可逆性。结合EXAFS、原位XRD和XPS结果，放电产物Na₃P的相分离应该是低ICE和电池性能差的原因。

DFT计算进一步表明，与Ni和Co相比，P需要最低的迁移能垒，这导致了Na₃P的孤立分布。最后，通过无序碳对原子迁移的限制，在1500次循环后，实现了高达1.7倍的ICE改进和在100mA g^-1下224mA h g^-1的比容量。这些发现为原子迁移诱导的不可逆反应和电极性能的快速降解提供了新的见解。了解原子迁移调节的基本机制有助于建立先进的储能系统。

图2. 结构表征

Unveiling Atom Migration Abilities Affected Anode Performance of Sodium-Ion Batteries,
Angewandte Chemie International Edition 2023 DOI: 10.1002/anie.202303343