（通訊員：伍建華）“碳達峰、碳中和”戰略的實施及新能源、電動汽車、人工智能等産業加速發展增加了人們對低成本、高能量和高功率密度二次電池的需求。锂離子電池性能優良、應用廣泛，但面臨锂資源匮乏，不利于可持續發展。鈉資源儲量豐富、價格低廉，因而鈉離子電池被認為是未來可代替锂離子電池的理想選擇，尤其是大規模儲能系統方面。近日，我院朱嶺副教授團隊在快速充放電、長循環壽命鈉離子電池正極材料研究方面取得進展，研究成果“High-rate performance and super long-cycle stability of Na3V2(PO4)3 cathode material coated by diatomic doped carbon”發表于材料領域權威期刊Rare Metals (IF=6.318，中科院一區)。
針對磷酸釩鈉（Na3V2(PO4)3）正極材料電子電導率低導緻的倍率性能差及嵌/脫鈉過程體積膨脹導緻的循環壽命短等問題，該研究工作采用雙原子摻雜碳包覆的解決辦法，利用溶膠-凝膠法結合熱處理工藝制備了硫-氮共摻雜碳層包覆的Na3V2(PO4)3，包覆層的構建不僅增加了材料的電子電導率，促進電子在材料顆粒間傳輸，而且增加了碳層的晶格缺陷并降低了鈉離子擴散能壘，增加了鈉離子擴散通道和離子傳輸速率；同時有效抑制了制備過程中材料顆粒團聚，有利于增加電極反應面積，縮短鈉離子的固相傳輸距離；此外，還能有效緩沖材料嵌/脫鈉過程體積膨脹，增強結構穩定性。最終該複合材料表現出高可逆容量、優異的倍率性能和超長循環穩定性。在2C下的放電容量接近理論值（117 mAh g-1），當電流密度增加到50C，可釋放出58.6 mAh g-1的容量，且經過4000次超長循環後，容量仍保持在41.4 mAh g-1。該研究為開發高性能鈉離子電池材料提供了新思路。
該研究工作以77779193永利為第一單位，2021級物理學研究生康佳為第一作者，指導教師為朱嶺副教授。研究工作得到了國家自然科學基金項目（No.11964010，11464014，51862008，52064014和52064013）、湖南省自然科學基金項目（No.2020JJ4495）和湖南省教育廳青年項目（No.21B0522）的資助。
論文鍊接: https://doi.org/10.1007/s12598-022-02204-w
圖1. (a) Rate capability, (b) cycling performances of the two composites at 2.0 C and (c) long cycling performance at 50.0 C of NVP@SNC
（審稿責任人：黃勇剛）
