钴六氰合铁酸盐中氧化 Co$^{3+}$ 态的强局域化

二次电池是移动设备、电动汽车和大规模储能的重要储能装置。然而，电池材料在充电（或氧化）过程中局域电子态的变化仍不清楚。在此，我们利用高能量分辨率（~100 meV）的共振非弹性 X 射线散射（RIXS）研究了钴六氰合铁酸盐（Na$_x$Co[Fe(CN)$_6$]$_{0.9}$）的局域电子态。L 边 RIXS 是具有元素和价态选择性的最强谱学技术之一。我们发现，在部分充电的 Na$_{1.1}$Co$^{2+}$$_{0.5}$Co$^{3+}$$_{0.5}$[Fe$^{2+}$(CN)$_6$]$_{0.9}$ 薄膜（x = 1.1）中 Co$^{2+}$ 周围的局域电子态，在能量分辨率范围内与放电态的 Na$_{1.6}$Co$^{2+}$[Fe$^{2+}$(CN)$_6$]$_{0.9}$ 薄膜（x = 1.6）相同，表明 Co$^{2+}$ 周围的局域电子态在部分氧化下保持不变。此外，被氧化的 Co$^{3+}$ 周围的局域电子态本质上与完全充电薄膜 Co$^{3+}$[Fe$^{2+}$(CN)$_6$]$_{0.3}$[Fe$^{3+}$(CN)$_6$]$_{0.6}$（x = 0.0）相同。这种氧化 Co$^{3+}$ 态的强局域化有利于氧化还原过程的可逆性，因为局域化减少了材料内部的额外反应及由此导致的退化。