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?麥立強(qiáng)/安琴友AFM：循環(huán)達(dá)14000次，超穩(wěn)定儲(chǔ)鈉正極！

Na₄Fe₃(PO₄)₂(P₂O₇)(NFPP)由于其低成本、無毒性和高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，被認(rèn)為是一種有前景的鈉離子電池(SIB)的正極材料，但其電化學(xué)性能因電子傳導(dǎo)性差而受到限制。

武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)、安琴友等提出了鎂摻雜的NFPP/C復(fù)合材料作為SIB的正極材料。

圖1. 材料表征

選擇Mg作為摻雜劑是因?yàn)樗母哓S度、低摩爾質(zhì)量和與高自旋Fe²⁺（0.78 ?）相似的離子半徑（0.72 ?）。

在這項(xiàng)工作中，與未摻雜的NFPP/C復(fù)合材料（NFPP-0）相比，5%的摻鎂NFPP/C復(fù)合材料（NFPP-Mg5%）顯示出高度增強(qiáng)的倍率性能（20 A g^-1時(shí)≈40 mAh g-1）和超長的循環(huán)壽命（5 A g^-1時(shí)14000次循環(huán)，容量保持率達(dá)80.8%）。

圖2. NFPP-Mg5%的電化學(xué)性能

此外，電化學(xué)動(dòng)力學(xué)分析揭示了摻鎂的作用，原位X射線衍射（XRD）、原位X射線光電子能譜（XPS）和電化學(xué)分析研究了鈉儲(chǔ)存機(jī)制。

結(jié)果證實(shí)NFPP-Mg5%的電化學(xué)動(dòng)力學(xué)和插層贗電容的增強(qiáng)被證明是其倍率性能增強(qiáng)和超長循環(huán)壽命的根源。

此外，基于NFPP-Mg5%的全SIB被組裝起來，并顯示出良好的電化學(xué)性能，這進(jìn)一步證明了NFPP-Mg5%的應(yīng)用潛力。

圖3. 儲(chǔ)鈉機(jī)制分析

Mg-Doped Na4Fe3(PO4)2(P2O7)/C Composite with Enhanced Intercalation Pseudocapacitance for Ultra-Stable and High-Rate Sodium-Ion Storage. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202211257

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