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近日，鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院陳衛(wèi)華教授團(tuán)隊在高電壓低成本鈉離子電池鐵基正極材料方面取得新進(jìn)展，在國際頂級期刊《Nature Communications》發(fā)表題為“Bridging multiscale interfaces for developing ionically conductive high-voltage iron sulfate-containing sodium-based battery positive electrodes”的原創(chuàng)性研究論文。論文第一作者為博士研究生張繼雨和碩士研究生顏永亮，通訊作者為陳衛(wèi)華教授。鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院為第一作者單位和通訊單位。

當(dāng)前，成本低、安全性好的鈉離子電池成為規(guī)模儲能領(lǐng)域最具潛力的電池體系之一，其中，資源豐度高的聚陰離子型硫酸鐵鈉是其重要的正極材料候選。然而，該材料緩慢的動力學(xué)及在高電壓下較差的電極/電解液界面穩(wěn)定性嚴(yán)重阻礙了其應(yīng)用。對此，陳衛(wèi)華教授研究團(tuán)隊發(fā)展了多尺度界面工程調(diào)控高電壓鐵基硫酸鹽材料，全尺度構(gòu)建連續(xù)鈉離子傳輸通道。所制備的正極具有良好的倍率性能和持久的可循環(huán)性（5700周65%）。此外，該正極材料與硫化亞鐵負(fù)極材料所組裝的全鐵硫基鈉離子電池有望實(shí)現(xiàn)電池的一體化回收。

該工作采用簡易的方法合成了低成本、高電壓的鈉離子電池鐵基正極材料，并對其體相和表面離子傳輸動力學(xué)和物理機(jī)制給與了討論和理論模型建立，不僅對電極材料的設(shè)計合成具有理論指導(dǎo)借鑒價值，還有助于推動低成本鈉離子電池材料及器件的開發(fā)及應(yīng)用。

該研究得到了國家自然科學(xué)基金、河南省和鄭州大學(xué)的資助。

全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39384-7