固态钠离子电池（SSSIBs）是为了解决传统液态电池的安全隐患而提出。钠快离子导体（NASICON）是目前最有前途的固体电解质候选材料之一，受到了人们的广泛关注。然而，NASICON的实际应用一直受到室温离子迁移率低和界面连接性差的严重阻碍。

近日，澳大利亚昆士兰大学Ruth Knibbe，王连洲教授，Debra J. Searles报道了采用固相反应法制备了Sc和Ge共掺杂的NASICON电解质，其离子电导率高达4.644 mS cm^-1。

文章要点

1）Sc掺杂有利于在RT时形成菱方相，且随着Na⁺浓度的增加，菱方相具有更高的电导率。Ge掺杂降低了NASICON的相变温度，在较低的温度下形成了菱方相。结果显示，Na_3.125Zr_1.75Sc_0.125Ge_0.125Si₂PO₁₂结构的总电导率最高，达到了4.64×10^-3 S cm^-1。此外，研究人员通过密度泛函（DFT）计算验证了这种方法。

2）研究人员最后组装了以Na₃V₂(PO₄)₃和Sn₄P₃@CNT为电极的两种不同的固态电池，其在250次循环后的循环容量分别为98和629 mAh g^-1，表现出令人印象深刻的循环容量。

这一共掺杂原理有望为探索具有相似结构的其他材料的多重掺杂提供指导。

参考文献

Lingbing Ran , Ardeshir Baktash , Ming Li , Yu Yin , Baris Demir ,Tongen Lin ,  Meng Li ,  Masud Rana ,  Ian Gentle ,  Lianzhou Wang ,  Debra J. Searles , Ruth Knibbe , Sc, Ge Co-doping NASICON Boosts Solid State Sodium Ion Batteries Performance, Energy Storage Materials (2021)

DOI：10.1016/j.ensm.2021.05.017

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.05.017