可充電鈉離子電池(SIBs)在大規模儲能系統中具有廣闊的應用前景。鐵基普魯士藍類似物(PBAs)由于其剛性的開放框架、低成本和簡單的合成被認為是極具潛力的正極。然而，如何提高PBAs結構中的鈉含量，從而抑制結構中缺陷的產生仍然是一個挑戰。

在此，上海大學喬蕓教授聯合溫州大學侴術雷教授等人合成了一系列PBAs樣品，并見證了條件改變后PBAs從立方晶向單斜晶結構演化過程。同時，PBAs結構中鈉含量增加進而結晶度增加。

實驗證明制備的六氰亞鐵鈉(Na_1.75Fe[Fe(CN)₆]_0.9743·2.76H₂O)在0.1C時具有150 mAh g^?1的高容量(17 mA g^?1)，在50C時具有74 mAh g^?1的優異倍率性能(8500 mA g^?1)。并通過原位拉曼和粉末X射線衍射(PXRD)驗證了PBAs正極的高可逆。

圖1. PBAs結構表征

總之，該工作通過不斷優化合成條件制備了一系列具有立方或單斜結構的PBAs樣品，并仔細研究了合成條件、晶體結構和電化學性能之間的關系。研究發現，通過系統地改進合成條件可以精確地將PBAs的晶體結構從立方結構調整為單斜結構。最終，制備的六氰亞鐵酸鈉在半電池中表現出極高的初始充電能力和優異的倍率性能。

值得注意的是，這種PBAs正極由于鈉濃度高，可以直接與硬碳(HC)負極結合形成完整的電池，表現出優異的電化學性能。PXRD和拉曼光譜進一步詳細揭示了PBAs正極的高可逆性，展示了其在SIBs中的實際應用潛力。

圖2. 基于六氰亞鐵鈉正極的全電池電化學性能

Isostructural Synthesis of Iron-Based Prussian Blue Analogs for Sodium-Ion Batteries, Small 2023 DOI: 10.1002/smll.202302687