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領(lǐng)跑?chē)?guó)內(nèi)期刊，首個(gè)IF 28.905！張久俊院士EER綜述：鈉超離子導(dǎo)體 (NASICON) 作為鈉離子電池正極材料

在用于鈉離子電池（SIB）的各種材料中，具有顯著結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和高離子電導(dǎo)率的鈉超離子導(dǎo)體 (NASICON) 基電極材料是最有前途的候選材料之一。然而，相對(duì)較低的電子電導(dǎo)率使其顯示出較差的電化學(xué)性能，極大地限制了其實(shí)際應(yīng)用。

基于此，上海大學(xué)張久俊教授、王琳琳以及倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）李文堯等人從合成、表征、儲(chǔ)能機(jī)制和性能驗(yàn)證/優(yōu)化方面回顧了基于NASICON的SIB正極材料的最新進(jìn)展。作者分析了此類(lèi)SIB正極材料的優(yōu)缺點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)了電極結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能之間的關(guān)系以及提高其導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的策略，包括：

（1）涂覆碳涂層并與碳基材料結(jié)合以提高電子導(dǎo)電性；

（2）探索創(chuàng)新合成方法，合成小粒徑正極材料，提高離子擴(kuò)散速度；

（3）通過(guò)元素?fù)诫s實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)中的多電子轉(zhuǎn)移；

（4）置換陰離子，得到工作電壓更高、結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的正極材料。

圖1. Na₃V₂(PO₄)₃（NTP）材料的晶體結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)鈉機(jī)制

盡管近年來(lái)SIBs發(fā)展迅速，但仍有一些未解決的挑戰(zhàn)仍然使SIBs遠(yuǎn)離商業(yè)化。這些挑戰(zhàn)總結(jié)如下：

（1）材料合成方法不足，尤其是大規(guī)模生產(chǎn)；

（2）對(duì)材料功能機(jī)制的基本了解不足；

（3）對(duì)適用NASICON正極材料的高壓電解液的探索不足；

（4）SIB全電池的設(shè)計(jì)和制造不足；

（5）基于NASICON正極材料的SIB運(yùn)行條件需要優(yōu)化研究。總的來(lái)說(shuō)，可以肯定的是，這種基于NASICON的正極材料在電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用具有良好的前景。

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圖2. Na₃V₂(PO₄)₂F₃（NVPF）的晶體結(jié)構(gòu)及儲(chǔ)鈉機(jī)制

Sodium Superionic Conductors (NASICONs) as Cathode Materials for Sodium-Ion Batteries, Electrochemical Energy Reviews 2021. DOI: 10.1007/s41918-021-00120-8

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