隨著科技的進步與發(fā)展，鋰離子電池作為成熟的清潔能源技術被應用到社會的方方面面。但是由于高昂的成本和稀缺的鋰礦資源，這限制了鋰電的進一步發(fā)展。為解決這一問題，福建船政交通職業(yè)學院機械與智能制造學院陳若宇老師致力于高性能鈉離子電池的開發(fā)研究工作。陳若宇老師以NASICON型Na3V2(PO4)3正極為研究對象，通過采用多種廉價且環(huán)保的金屬陽離子，對其金屬位點進行部分替代，并加以高導電碳材料復合、特殊形貌設計等改性手段，設計并制備高性能低成本的V基多金屬NASICON型磷酸鹽鈉離子電池正極材料。通過物理表征分析和電化學性能測試，對其儲鈉性能進行系統(tǒng)分析。該項研究工作已獲得2023年福建省中青年教師教育科研項目（科技類）立項支持。
在此前的研究工作中，陳若宇老師于博士在讀期間在《Small》上發(fā)表了題為《Novel NASICON-Type Na-V-Mn-Ni-Containing Cathodes for High-Rate and Long-Life SIBs》（JCR Q1， IF=13.3）的研究論文。
該研究工作通過簡易溶膠凝膠法，采用成本低廉的Mn2+和Ni2+離子對Na3V2(PO4)3的V位點進行部分替代，構建V-Mn-Ni三金屬NASICON型結構，成功設計出新型NASICON型Na3.833V1.167Mn0.583Ni0.25(PO4)3/C正極。得益于過渡金屬之間的協(xié)同作用，所制正極展現(xiàn)出極其優(yōu)異的高倍率超長循環(huán)穩(wěn)定性。此外，通過對不同含量的Mn2+和Ni2+引入NASICON型結構后所發(fā)生的成分組成變化、晶格結構變化和微觀形貌變化進行的系統(tǒng)分析，確定了二價過渡金屬離子在多金屬NASICON型結構中的含量上限與副產(chǎn)物形成機制，為高性能鈉電正極的設計提供了新的思路，為當前的研究工作提供了重要的理論支持。
圖1 Na3.833V1.167Mn0.583Ni0.25(PO4)3/C正極的（a）制備流程圖，（b）在20C電流密度下的大電流長循環(huán)測試和（c）在初始充放電過程中進行的原位XRD測試。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202306589