用于钠离子的稳健 3.7 V Na$_{2/3}$[Cu$_{1/3}$Mn$_{2/3}$]O$_2$ 正极材料

钠离子电池（NIBs）被视为下一代储能替代技术，但由于缺乏低成本、高性能正极材料，其商业化仍受制约。自我们 2014 年首次发现 Cu$^{3+}$/Cu$^{2+}$ 电化学反应以来，已设计众多铜取代/掺杂材料用于 NIBs。然而近十年间，Cu$^{3+}$/Cu$^{2+}$ 电化学反应的潜力被严重低估，通常被视为半电化学活性氧化还原。在此，我们重新合成了 P2-Na$_{2/3}$[Cu$_{1/3}$Mn$_{2/3}$]O$_2$，并将其重新诠释为一种用于 NIBs 的高电压、低成本、空气稳定、长寿命、高倍率正极材料，其展现出 3.7 V 的高工作电压与完全活性的 Cu$^{3+}$/Cu$^{2+}$ 氧化还原反应。2.3 Ah 圆柱电池表现出优异的循环性能（2000 次循环后容量保持 93.1%）、高倍率（10C 倍率下容量 97.2%）、良好低温性能（-30$^\circ$C 下容量 86.6%）及高安全性；基于此，成功构建了用于电动自行车的 56 V-11.5 Ah 电池包，表现出稳定循环（第 800 次循环容量 96.5%）与长续航（36 km，测试者体重 65 kg）。本工作为低成本、高电压 NIBs 提供了具商业可行性的正极材料，为先进 NIBs 在动力与固定式储能应用铺平道路。