由于單個結構組件和獨特界面的協同作用，異質結構電極越來越受到關注。然而，工業用高面容量和耐用的磷基異質結構負極的合理設計和可控制備仍然是一個關鍵挑戰。

華南理工大學熊訓輝等通過簡單的一步溶劑熱策略制備了錨定在三維N摻雜石墨烯上的新型紅@黑磷核殼異質結構(RP@BP/3DNG)。

圖1. 材料制備及表征

RP@BP/3DNG是通過在EN溶劑中對RP-乙二胺（RP-EN）絡合物和氧化石墨烯（GO）進行一步溶劑熱處理制備的，其中GO和RP-EN絡合物之間的熱酰胺化反應導致RP在3DNG上沉積，隨后從RP到BP的相變導致形成RP@BP具有核-殼異質結構。

實驗數據和DFT計算證實RP@BP/3DNG中的異質界面可以有效地加速電子傳輸和鈉離子擴散。因此，RP@BP/3DNG電極在高倍率下具有出色的鈉儲存能力和非凡的循環穩定性，遠優于大多數報道的P基負極。

圖2. RP@BP/3DNG的電化學性能

結果，RP@BP/3DNG在0.05 A/g時表現出1440.2 mAh/g的高可逆容量、優異的倍率性能（在10.0 A/g時為521.3 mAh/g）以及前所未有的循環穩定性（10.0 A/g 下經過1200次循環后具有89.3容量保持率）。

此外，RP@BP異質界面處的內建場誘導電子云從BP轉移到RP，降低了BP原子孤對電子的反應活性，因此 RP@BP/3DNG表現出顯著增強的空氣穩定性。

圖3. P基負極的空氣穩定性研究

Red@Black phosphorus core–shell heterostructure with superior air stability for high-rate and durable sodium-ion battery. Materials Today 2022. DOI: 10.1016/j.mattod.2022.08.013