优质钠离子电池（SIB）非常需要具有更高容量和更好耐用性的正极材料。

在此，中南大学Zhian Zhang提出阴离子基团取代策略来设计具有优异Na⁺存储性能的正极材料NASICON-Na₄Fe₃(PO₄)_1.9(SiO₄)_0.1P₂O₇ (NFPP-Si0.1)。

文章要点

1）实验和理论研究表明，通过阴离子取代对局部结构进行修饰，通过优化电子电导率和降低Na+扩散能垒，显着提高了离子/电子转移动力学。此外，SiO₄ ⁴⁻ 取代会产生晶格的轻微膨胀，从而拓宽Na+扩散通道。

2）具体来说，定制设计的NFPP-Si0.1在50 C恒定充放电条件下可提供77.6 mAh g⁻¹的高倍率容量，并在10 C下循环7000次后仍具有79.4%的优异可回收性。此外，它还具有出色的低温性能。 0.1 C 时的温度可逆容量为 95.5 mAh g⁻¹，长期循环性在 5 C、-10 °C 下循环 1000 次后容量保持率为 93.6%。

这种异质和同构阴离子基团取代策略提供了一种解锁高倍率和长寿命混合聚阴离子阴极的方法。

参考文献

Xiaochen Ge, et al, Anion Substitution Strategy toward an Advanced NASICON-Na4Fe3(PO4)2P2O7 Cathode for Sodium-Ion Batteries, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c10319

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c10319