리간드장 조절 통한 소듐 이온 전지 안정성 향상

망간 헥사시아노페레이트(MnHCF)는 높은 출력 전압으로 고에너지 밀도 소듐 이온 전지(SIBs)의 유망한 양극 재료로 주목받고 있습니다. 그러나 고스핀 Mn3+의 얀-텔러 효과로 인한 용량 감소는 SIB 적용을 제한하는 주요 문제입니다. 본 연구에서는 니켈 원소 도입을 통해 리간드장의 전자 상태를 조절하는 원소 변조 전략을 제안합니다. 이 전략은 사이클링 중 Mn을 저스핀 구성으로 유지하여 MnHCF의 얀-텔러 이상 현상을 억제합니다. 저스핀 전자 상태를 가진 니켈 도핑 MnHCF(NLS2-PW)는 Mn3+의 불균등화 및 용해 과정을 억제하여 우수한 사이클 안정성을 보였습니다. 2C에서 600회 사이클 후에도 용량 유지율이 약 80%에 달했으며, Mn 용해는 약 70% 감소했습니다. 이론적 계산과 결합하여 NLS2-PW에서 MnN6 팔면체의 왜곡이 현저히 감소하고, 전기화학 과정 중 얀-텔러 효과로 인한 정방정계 상전이 효과적으로 억제됨을 확인했습니다. 본 연구는 소듐 이온 전지용 프러시안 블루 유사체 양극의 성능을 향상시키는 효율적인 변조 전략을 제시하며, 관련 SIB 유사체 설계 및 최적화에 기여할 것으로 기대됩니다.