孙洁教授J. Power Sources: 构建洋葱状碳框架与均匀碳层协同增强Na₄Fe₃(PO₄)₂P₂O₇导电性与结构稳定性

本文研究了钠离子电池（SIBs）正极材料Na₄Fe₃(PO₄)₂P₂O₇（NFPP）的碳包覆策略，旨在提升其导电性和结构稳定性。背景方面，SIBs因钠资源丰富且与锂离子电池相似的电化学机制被视为理想替代品，而NFPP因其高理论容量和结构稳定性成为有前景的正极材料。研究目的是通过优化碳包覆层来克服聚阴离子材料固有的低电子电导率问题。采用石油沥青作为碳源，通过调控沥青软化点及沥青质/树脂比例，在480 °C碳化条件下形成均匀薄碳层和洋葱状碳框架。结果表明，该复合材料在0.1 C下可逆容量达115.8 mAh g⁻¹，10 C循环1600次后容量保持率高达91.0%。结论指出，这种碳包覆策略不仅提升了电子传导性，还缓冲了结构应力，为高性能钠离子电池正极材料设计提供了新思路。