錳基磷酸鹽正極具有可靠的元素豐度、低毒性和理想的循環性能，是開發先進鈉離子電池的理想候選材料。然而，Mn³⁺的協同Jahn–Teller效應不可避免地會導致結構紊亂和不可逆相變，從而極大地損害可逆容量、倍率和循環性能。

圖1. 理論計算

北京理工大學趙永杰、李磊等通過計算預測并成功合成了一種高性能NASICON型錳基磷酸鹽鈉離子正極。通過光譜、結構和理論研究，作者發現Na₃MnHf(PO₄)₃正極的Na⁺儲存機制包括相關的固溶反應和雙相反應。

此外，原位XRD分析表明，在Na⁺提取/插入過程中，Na₃MnHf(PO₄)₃正極的框架堅固，體積變化很小，僅為1.9%，這證明其抑制了不利的Jahn–Teller 效應。

圖2.?Na₃MnHf(PO₄)₃正極的電化學性能

實驗顯示，Na₃MnHf(PO₄)₃正極通過Mn²⁺/Mn³⁺和Mn³⁺/Mn⁴⁺偶聯的氧化還原作用發生雙電子反應，在0.1 C時的可逆容量為90 mA h g^-1，并具有優異的倍率能力（在10 C下的2500次循環后的容量保持率為85.4%）。通過深入了解如何抑制Jahn–Teller效應，這項工作為解決錳基聚陰離子正極結構穩定性問題提供了一些有價值的指導。

圖3.?充放電過程中的結構演變

Improving Rate Performance by Inhibiting Jahn–Teller Effect in Mn-Based Phosphate Cathode for Na-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202310248