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?吳興隆等AFM：鈉離子電池用低成本高性能異質(zhì)NASICON型復(fù)合正極

作為有前景的鈉離子電池正極，Na⁺超離子導(dǎo)體（NASICON）型材料因其出色的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、卓越的離子導(dǎo)電性和小的體積膨脹而備受關(guān)注。然而，釩基NASICON型正極具有生物毒性，V元素價(jià)格昂貴，鐵基正極平均工作電壓低，以及聚陰離子化合物固有的電子傳導(dǎo)性差，都阻礙了它們的實(shí)際應(yīng)用。

東北師范大學(xué)吳興隆、Hong-Yan Lü等成功地制備了一種雙碳層修飾的異質(zhì)復(fù)合材料，即Na₃V₂(PO₄)₃-Na₃Fe₂(PO₄)(P₂O₇)（NVFPP/C/G），以解決這些限制。

圖1. NVFPP/C/G材料的表征

具體而言，作者通過原位制備策略制備了摩爾比為1:1的異質(zhì)NVFPP復(fù)合材料，進(jìn)一步通過雙碳層的裝飾，NVFPP的電子傳導(dǎo)性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到了提高。通過慢速掃描功率X射線衍射（XRD）和高分辨率透射電子顯微鏡（HR-TEM）證明，受益于互生結(jié)構(gòu)和雙碳層的協(xié)同效應(yīng)，雙碳層裝飾的NVFPP/C/G在0.1C時(shí)具有113.1 mA h g^-1的高可逆比容量，相對(duì)于Na⁺/Na的平均工作電壓為3.16 V，對(duì)應(yīng)的能量密度為357 Wh kg^-1。

圖2. 半電池性能

更重要的是，通過使用NVFPP/C/G正極和硬碳負(fù)極，這項(xiàng)工作構(gòu)建了一個(gè)可行的鈉離子全電池，其表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率和循環(huán)性能，從而證明了NVFPP/C/G正極在鈉離子電池中的更多應(yīng)用可行性。

這些發(fā)現(xiàn)表明，構(gòu)建異質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)有利于實(shí)現(xiàn)高性能的聚陰離子材料，并為更好地設(shè)計(jì)SIBs的正極提出了新的范例。

圖3. 全電池性能

Heterogeneous NASICON-Type Composite as Low-Cost, High-Performance Cathode for Sodium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202209482

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