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近日，鄭州大學化學學院陳衛(wèi)華教授團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。鄭州大學化學學院為第一作者單位和通訊單位。

當前，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及在高電壓下較差的電極/電解液界面穩(wěn)定性嚴重阻礙了其應用。對此，陳衛(wèi)華教授研究團隊發(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極材料所組裝的全鐵硫基鈉離子電池有望實現(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和物理機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)及應用。

該研究得到了國家自然科學基金、河南省和鄭州大學的資助。

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