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普魯士藍類似物成本低廉，理論比容量高，非常適合作為鈉離子電池的正極材料。普魯士藍類似物之一的Na_xCoFe(CN)₆ (CoHCF)具有較差的倍率性能和循環穩定性，而Na_xFeFe(CN)₆ (FeHCF)具有較好的倍率性能和循環性能。

圖1 樣品形貌分析

蘭州理工大學孔令斌等設計了以CoHCF為核，FeHCF為殼的CoHCF@FeHCF核殼結構，以提高其電化學性能。TEM證明了核殼結構的成功制備，TG表明復合材料樣品的結晶水含量較低。

通過電化學性能測試，核殼結構復合材料樣品在20C高倍率下的比容量為54.8 mAh g^-1，在1C下循環100次的容量保持率為84.1%，在5C下循環200次的容量保持率為82.7%；而未改性的Co-HCF在20C高倍率下比容量幾乎消失，在1C下循環100次的容量保持率為78.5%，在5C下循環200次的容量保持率為59.9%。

圖2 不同電極的電化學性能對比

動力學分析表明，在0.2 mV s^-1條件下，CoHCF@FeHCF的表面電容為69.25%，高于未改性CoHCF的51.92%。

由CV計算的表觀鈉離子擴散系數表明，CoHCF@FeHCF核殼結構的單個氧化還原峰具有更大的鈉離子擴散動力學特性，EIS測試的表觀鈉離子擴散系數也有類似的結論。因此，核殼結構的設計有利于加速電極的動力學過程。

圖3 動力學研究

Designing CoHCF@FeHCF Core–Shell Structures to Enhance the Rate Performance and Cycling Stability of Sodium-Ion Batteries. Small 2023. DOI: 10.1002/smll.202302788

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孔令斌Small：核殼結構設計顯著提高鈉離子電池的倍率和循環性能

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