摘 要：鈉離子電池因其原材料儲量豐富、成本低、安全環(huán)保等優(yōu)勢在大規(guī)模儲能、低速電動車領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。氟磷酸釩鈉[Na3V2(PO4)2F3，NVPF]正極材料具有穩(wěn)定的三維框架結(jié)構(gòu)、高的理論比容量(128 mA·h/g)和高的工作電壓(約3.8 V)等優(yōu)點，已成為近年來鈉離子電池正極材料研究的熱點。然而，NVPF較低的電子電導(dǎo)率和較慢的離子擴散速率導(dǎo)致其實際比容量偏低且倍率性能不理想，阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展。為此，研究者們通過優(yōu)化NVPF的合成工藝，并采用包覆、離子摻雜和結(jié)構(gòu)設(shè)計等方法對其進(jìn)行改性，使其電化學(xué)性能得到了顯著提升，極大增強了NVPF在鈉離子電池中的應(yīng)用潛力。本文通過對近年相關(guān)文獻(xiàn)的回顧，介紹了NVPF的晶胞特征，并梳理了NVPF的四種脫嵌鈉機制(固溶反應(yīng)機制、分步鈉脫嵌機制、三步鈉脫嵌機制和兩步鈉脫嵌機制);簡要綜述了NVPF常用的三種合成方法(高溫固相法、水熱法和溶膠-凝膠法)，并歸納了各方法的優(yōu)缺點;詳細(xì)介紹了利用包覆、離子摻雜和結(jié)構(gòu)設(shè)計等方法改性NVPF的研究進(jìn)展。最后，從實際應(yīng)用角度出發(fā)，對NVPF的合成、改性及其全電池的發(fā)展進(jìn)行了展望，以期推動NVPF正極材料在鈉離子電池中的應(yīng)用化進(jìn)程。

　　關(guān)鍵詞：鈉離子電池;正極材料;氟磷酸釩鈉;制備;改性

　　在 20 世紀(jì) 70 年代人們開始研究鋰離子電池材料的同時，也開展了鈉離子電池材料的研究。鈉和鋰屬于同族元素，兩者的物理化學(xué)性質(zhì)十分相似。由于鈉離子半徑(0.102 nm)比鋰離子半徑(0.076 nm)大，導(dǎo)致鈉離子在電極材料中可逆脫嵌較難，即使發(fā)生脫嵌也具有緩慢的擴散動力學(xué)[1]，加之電極材料在充放電過程中的不可逆相變，所以鈉離子電池在研究初期的電化學(xué)性能并不理想。在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)驅(qū)動下，鋰離子電池需求迎來規(guī)模爆發(fā)期。但鋰資源的短缺且分布不均嚴(yán)重限制了鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展，人們迫切需要尋找可替代或部分替代鋰離子電池的下一代二次電池。鈉離子電池憑借鈉資源豐富、成本低、安全性好、低溫性能優(yōu)異、快充性能好等優(yōu)勢[2-4]，又重新回到人們的視線。

　　雖然，鈉離子電池的能量密度(70～200 W·h/kg)不及鋰離子電池(150～350 W·h/kg)，但卻比鉛酸電池(35～50 W·h/kg)高2～4倍。所以，發(fā)展鈉離子電池已經(jīng)成為全球共識，鈉離子電池已被公認(rèn)為是在大規(guī)模儲能、低速電動車領(lǐng)域最有可能取代鉛酸電池或部分取代鋰離子電池的二次電池。電極材料是電池的重要組成部分，在電池性能及成本中起著決定性作用。基于性價比考慮，目前鈉離子電池的負(fù)極材料仍以碳材料為主，而正極材料選擇相對較多，且各具優(yōu)勢和不足。

　　所以，尋找合適的正極材料是發(fā)展高性能鈉離子電池并實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。目前，研究較多的正極材料主要有過渡金屬氧化物[5-10]、普魯士藍(lán)類似物[11-17]和聚陰離子型化合物[18-24]三大類。其中，聚陰離子型化合物因其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性而備受關(guān)注。常見的聚陰離子化合物主要有硫酸鐵鈉[Na2Fe(SO4)2]、磷酸鐵鈉(NaFePO4)、氟磷酸鐵鈉(Na2FePO4F)、磷酸釩鈉[Na3V2(PO4)3]、氟磷酸釩鈉[Na3V2(PO4)2F3]、氟氧磷酸釩鈉[Na3V2(PO4)2O2F]等(主要特征參數(shù)及電化學(xué)性能見表1)[25-30]。

　　相較于大多數(shù)聚陰離子型化合物，Na3V2(PO4)2F3(簡寫為 NVPF)具有較高的工作電壓(約3.8 V)和理論比容量(128 mA·h/g)，且其合成工藝易于控制，因此逐漸成為鈉離子電池正極材料研究的熱點。然而，由于 NVPF 結(jié)構(gòu)中的[PO4]四面體將[V2O8F3]雙八面體隔開，導(dǎo)致其本征電導(dǎo)率偏低，嚴(yán)重限制了其電化學(xué)性能的發(fā)揮[31]。基于此，人們提出了一系列提升 NVPF 性能的方法，如包覆、金屬離子摻雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計等。本文將從介紹NVPF晶胞特征和脫嵌鈉機制出發(fā)，對其合成與改性方法進(jìn)行概述，總結(jié)提升電化學(xué)性能的策略，并對其合成與改性方法及其全電池的發(fā)展進(jìn)行展望，以期推動 NVPF 在鈉離子電池中的應(yīng)用化進(jìn)程。

　　1 NVPF的晶胞特征和脫嵌鈉機制

　　Meins等[32]于1999年首次合成了NVPF，并對其晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)研究。NVPF 為四方晶系[a = 9.047(2) Å，c = 10.705(2) Å，1 Å=0.1 nm]，屬于 P42/mnm 空間群，具有由[V2O8F3]雙八面體和[PO4]四面體通過 O 相互橋連而成的開放式三維骨架結(jié)構(gòu)。與 Na3V2(PO4)3相比，NVPF 相當(dāng)于用 3 個 F取代Na3V2(PO4)3中的 1 個 PO43-，由于氟離子電負(fù)性極強，所以NVPF(約3.8 V)具有較Na3V2(PO4)3(約3.4 V)更高的工作電位，其能量密度也得到了提升。

　　Liu 等[34]結(jié)合理論計算和實驗，發(fā)現(xiàn) NVPF 有兩個儲鈉位點(Na1位和Na2位)，Na1位由兩個Na占據(jù)，Na2位由1個Na占據(jù)。NVPF結(jié)構(gòu)中的三個鈉離子中只有兩個具有電化學(xué)活性，伴隨著V3+/V4+的氧化還原過程進(jìn)行分步脫嵌，而第三個鈉離子不參與反應(yīng)。當(dāng)NVPF結(jié)構(gòu)中的2個Na+可逆脫嵌時，理論容量高達(dá)128 mA·h/g。

　　NVPF作為鈉離子電池正極材料被研究初期，其鈉離子的嵌入/脫出過程一直被認(rèn)為是固溶反應(yīng)，直到Bianchini等[35]通過監(jiān)測 NVPF 充電時的結(jié)構(gòu)變化，才發(fā)現(xiàn)在形成最終脫鈉產(chǎn)物 NaV2(PO4)2F3之前還存在Na2.4V2(PO4)2F3、Na2.2V2(PO4)2F3、Na2V2(PO4)2F3和NaxV2(PO4)2F3(1.8 ≤ x ≤ 1.3)等中間相，其中，只有NaxV2(PO4)2F3(1.8 ≤ x ≤ 1.3)之間經(jīng)歷固溶反應(yīng)，其他中間相之間均為兩相反應(yīng)，電極的整體結(jié)構(gòu)演變遵循可逆多相變化的分步鈉脫嵌機制。隨后，人們發(fā)現(xiàn)NVPF有三對明顯的充放電平臺(3.4/3.3 V、3.7/3.6 V 和 4.2/4.1 V)[36-38]，由于 Na1 位置上的 Na比Na2位置上的Na更穩(wěn)定，所以3.4/3.3 V和3.7/3.6 V的充放電平臺對應(yīng)于Na2位置的Na兩步脫嵌過程，而 4.2/4.1 V 的充放電平臺則對應(yīng)于 Na1 位置的Na一步脫嵌過程。

　　近期，研究者們又通過大量實驗驗證發(fā)現(xiàn)，3.4/3.3 V的充放電平臺實際是由材料中存在的 Na3V2(PO4)3 雜相引起的。例如 ，Yang等[39]通過研究不同溫度下合成NVPF的電化學(xué)性能發(fā)現(xiàn)，隨著合成溫度的升高，材料充放電曲線中3.4 V的平臺越來越長，這是因為更高的溫度導(dǎo)致更多氟離子的損失，產(chǎn)生了更多的Na3V2(PO4)3雜相。

　　Deng等[40]通過氨水調(diào)節(jié)pH值穩(wěn)定氟源，合成了含有極少雜質(zhì)的NVPF，該材料只表現(xiàn)出分別對應(yīng)于鈉離子在Na3V2(PO4)2F3/Na2V2(PO4)2F3和Na2V2(PO4)2F3/NaV2(PO4)2F3之間脫嵌的3.7/3.6 V和 4.2/4.1 V 兩對充放電平臺，其電化學(xué)反應(yīng)過程如下Na3V2 (PO4 )2F3 → Na2V2 (PO4 )2F3 + Na(1)+ + e− (1)Na2V2 (PO4 )2F3 → NaV2 (PO4 )2F3 + Na(2)+ + e− (2)上述研究表明，NVPF材料中的Na3V2(PO4)3雜相主要是由于合成過程中的氟損失引起的，通過優(yōu)化合成工藝(如控制熱處理溫度、調(diào)節(jié)液相反應(yīng)體系pH值、適當(dāng)補充氟源等)完全可以避免或彌補氟的損失，從而得到純相NVPF。

　　2 NVPF的合成方法

　　NVPF 自從被報道具有可逆脫嵌離子的特性[41-42]以來，就受到了人們的極大關(guān)注，研究者們也相繼探索出了許多制備方法，包括高溫固相法、水熱法、溶膠-凝膠法等。高溫固相法是一種傳統(tǒng)的無機材料粉體制備工藝。自 1999 年 Meins 等[32]首次使用高溫固相法合成 NVPF 后，此方法便被廣泛應(yīng)用于 NVPF 的合成。較早地，Gover等[42]以V2O5為釩源，高比表面積碳為還原劑，先通過碳熱還原法合成了 VPO4;然后再將VPO4與化學(xué)計量比的NaF混合，并在氬氣氣氛中 600～800 ℃下進(jìn)行熱處理，合成了NVPF。將該材料與金屬鋰組裝成電池，發(fā)現(xiàn)該材料在含鋰電解質(zhì)中表現(xiàn)出可逆脫嵌鋰的特性。

　　近年來，Wang 等[43]以 NaF、NH4VO3、NH4H2PO4為原料，以瀝青為碳源，通過球磨輔助固相反應(yīng)合成了NVPF/C 復(fù)合材料，該復(fù)合材料因具有較高的離子擴散系數(shù)和較小的電荷轉(zhuǎn)移阻抗而表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能(電流密度5 C時的放電比容量為96 mA·h/g，循環(huán)500圈后仍能保持91.9%的容量)，但從樣品的循環(huán)伏安(CV)曲線、充放電曲線以及 XRD 圖譜可以看出，由于高溫煅燒時F的損失，樣品中存在明顯的NVP雜相。

　　雖然，高溫固相法工藝簡單，操作方便，且成本相對較低，但由于熱處理溫度較高容易造成氟的損失而產(chǎn)生NVP雜相，且因固-固接觸造成反應(yīng)不充分也容易使產(chǎn)物組成不均勻;此外，由固相法得到的產(chǎn)物微粒往往容易發(fā)生團(tuán)聚，且粒徑分布較寬。所以，如何控制條件得到純度較高且粒徑分布均勻的NVPF是高溫固相法得以在NVPF規(guī)模化生產(chǎn)中應(yīng)用的關(guān)鍵。

　　水熱法是在密封的壓力容器中，以水為溶劑，使原料通過溶解和再結(jié)晶過程來制備材料的一種方法。葉帆等[44]分別以抗壞血酸、檸檬酸、草酸和酒石酸為絡(luò)合劑，利用一步水熱法制備了一系列NVPF，發(fā)現(xiàn)絡(luò)合劑的種類對材料的物相、形貌和電化學(xué)性能都有一定程度的影響，除了以酒石酸為絡(luò)合劑合成的樣品外，其他樣品均為純相，特別是以抗壞血酸為絡(luò)合劑所得樣品呈立方體狀，其結(jié)晶度最高，電化學(xué)性能最優(yōu)。

　　Liang 等[45]利用乙二醇輔助水熱法并結(jié)合熱處理工藝制備了無雜相的碳包覆分級NVPF中空微球(NVPF-H@cPAN)，發(fā)現(xiàn)乙二醇濃度和水熱反應(yīng)時間對微球的形成均有重要影響，通過多能級團(tuán)簇結(jié)構(gòu)調(diào)控可使NVPF的電化學(xué)性能得到明顯改善。與高溫固相法相比，水熱法所得產(chǎn)物純度高且缺陷少，粒徑小且分布均勻。不過，水熱法存在對設(shè)備要求較高(如耐高溫高壓的鋼材、耐腐蝕的內(nèi)襯)、技術(shù)難度大(溫壓控制嚴(yán)格)、反應(yīng)時間長、產(chǎn)量低且批次一致性差等缺點。所以，目前水熱法在NVPF的合成中應(yīng)用也不太多。溶膠-凝膠法是低溫或溫和條件下合成無機材料的一種常用方法。

　　Subramanian等[46]以檸檬酸為螯合劑，通過溶膠-凝膠法首先合成NVPF前驅(qū)體，然后引入氧化石墨烯為碳源，在 Ar 氣氛中通過煅燒，得到NVPF-rGO復(fù)合材料，該材料因具有良好的電子接觸，其電導(dǎo)率得到明顯提升，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能(50 C高倍率下放電比容量為87 mA·h/g)。

　　Liu等[47]使用溶膠-凝膠法將碳包覆NVPF納米顆粒分散在介孔碳基體中，合成了碳包覆材料(NVPF@C)，這種設(shè)計不僅可以改善不同納米顆粒之間的電子/離子轉(zhuǎn)移，而且有利于循環(huán)過程中電解液的潤濕，因此該材料表現(xiàn)出極優(yōu)的鈉離子存儲性能：材料在 64 mA/g 的電流密度下循環(huán) 50 次后可以釋放出接近130 mA·h/g的比容量，即使在3.84 A/g的大電流密度下還能放出57 mA·h/g的可逆容量，循環(huán) 3000 次后的容量保持率仍有50%。

　　溶膠-凝膠法容易實現(xiàn)反應(yīng)物之間在分子水平上的均勻混合，產(chǎn)物的均一性好。但利用溶膠-凝膠法合成NVPF時還需要結(jié)合后續(xù)的熱處理工藝，所以同樣會因高溫下氟損失而存在 NVP 雜相，當(dāng)然通過在合成過程中補充適量的氟源或適當(dāng)降低熱處理溫度可抑制 NVP 雜相的生成。不過，溶膠-凝膠法中使用的絡(luò)合劑一般價格較高，若能找到一種價廉的絡(luò)合劑，溶膠-凝膠法在NVPF規(guī)模化生產(chǎn)上將具有一定的實際應(yīng)用價值。

　　噴霧干燥和靜電紡絲等輔助技術(shù)常被用來配合溶膠凝膠法和固相法使用。借助于噴霧干燥技術(shù)可使溶液、乳濁液經(jīng)霧化后在短時間內(nèi)直接干燥成粉，制備出球形材料，提升材料的振實密度。Pi等[48]利用噴霧干燥輔助固相法合成了具有微球結(jié)構(gòu)的 NVPF/C 復(fù)合材料，并對比了以去離子水和甲醇為溶劑進(jìn)行噴霧干燥所得樣品的性能，發(fā)現(xiàn)以去離子水為溶劑所得樣品的性能更優(yōu)，在0.5 C下其可逆容量高達(dá) 120.2 mA·h/g，即使在20 C下循環(huán)1000次后仍可保持75.7%的容量;由該材料與預(yù)鈉化硬碳組裝的全電池展現(xiàn)出優(yōu)異的倍率特性(10 C 下首次放電比容量高達(dá) 98.2 mA·h/g)和循環(huán)性能(10 C 下循環(huán) 600 圈的容量保持率為71.8 %)。

　　噴霧干燥輔助技術(shù)可以以一種高效的生產(chǎn)路線制備具有競爭力的NVPF復(fù)合材料，有望應(yīng)用于NVPF的規(guī)模化生產(chǎn)。靜電紡絲技術(shù)是使高分子流體經(jīng)靜電霧化固化成纖維，形成橫縱交織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，經(jīng)高溫碳化后仍能保持一定的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

　　此外，碳包覆層和三維N摻雜碳骨架有效提高了材料的導(dǎo)電性，因此材料表現(xiàn)出優(yōu)越的鈉儲存性能：半電池在0.1 C時的可逆容量為109.5 mA·h/g，30 C 下的可逆容量仍有 78.9 mA·h/g，在50 C的超高倍率下循環(huán)1500次后還有83.4%的容量保持率;與硬碳組裝成的全電池在0.5 C下可釋放 出 105.1 mA·h/g 的 可 逆 容 量 ( 能 量 密 度 高 達(dá)357.3 W·h/kg)，即使在1 C下循環(huán)150次后仍能保持82.04%的容量。由于靜電紡絲技術(shù)對設(shè)備有特殊要求，且紡絲耗時長、產(chǎn)率低，加之使用的有機溶劑成本高、不易回收，易造成環(huán)境污染等，所以其在NVPF工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用上受到了一定的限制。

　　3 NVPF的改性方法

　　由于NVPF結(jié)構(gòu)中的陰離子基團(tuán)較大，且其結(jié)構(gòu)中的V2O8F3雙八面體被PO4四面體隔開，導(dǎo)致其本征電導(dǎo)率低，材料倍率性能不理想[50];此外，由于鈉離子的半徑較大，導(dǎo)致鈉離子擴散系數(shù)小，動力學(xué)過程緩慢，對鈉離子的可逆脫嵌產(chǎn)生阻礙，進(jìn)而影響其循環(huán)性能。為解決上述問題，目前常用的改性方法有包覆、金屬離子摻雜和結(jié)構(gòu)設(shè)計。

　　包覆可避免電極材料與電解液的直接接觸，減少活性物質(zhì)與電解液之間的副反應(yīng)，若使用導(dǎo)電性好的材料(如碳材料等)進(jìn)行包覆還可以提高材料的導(dǎo)電性;金屬離子摻雜可以提高材料的本征電子電導(dǎo)率;合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計既可以通過縮短鈉離子擴散路徑(如納米材料)來提高鈉離子擴散速率，也可以通過增大電極材料與電解液的接觸面積(如多孔材料)以增加電化學(xué)反應(yīng)活性位點。

　　4 NVPF全電池

　　為了證明NVPF在鈉離子電池領(lǐng)域的實際應(yīng)用潛力，研究人員以NVPF為正極材料，通過匹配合適的負(fù)極材料組裝成全電池，進(jìn)一步探索其電化學(xué)性能。由于NVPF在低電位(1.4 V)下也具備優(yōu)異的儲鈉特性，Yao等[84]將NVPF@C@rGO同時用作鈉離子電池的正負(fù)極組裝成對稱全電池。

　　該全電池在 1 C 下的首次放電比容量高達(dá)107 mA·h/g，在 10 C 下循環(huán) 400 圈的容量保持率為75.7%，在20 C的高倍率下仍具有53 mA·h/g的可逆容量，表現(xiàn)出良好的倍率性能和循環(huán)性能;除了NVPF自身，其他聚陰離子型材料如NaTi2(PO4)3(簡寫為NTP)、Na3V2(PO4)3(簡寫為NVP)等也被用作負(fù)極材料，與 NVPF 進(jìn)行匹配組裝成全電池。Liu 等[52]將優(yōu)化后的 NTP@C 作為負(fù)極材料，與NVPF@CD 匹 配 組 裝 成 全 電 池 (NVPF@CD||NTP@C)，該全電池在 1 C 下表現(xiàn)出 123 mA·h/g的超高容量，在10 C下的初始容量可達(dá)95 mA·h/g，循環(huán) 1000 圈后的容量保持率為 70.4%，電池優(yōu)異的倍率特性和循環(huán)穩(wěn)定性得益于正負(fù)極均為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的聚陰離子型材料。

　　因此，盡管正負(fù)極材料的本征電導(dǎo)率較低，但完全可以通過改性來加以提升;Subramanian等[46]以純相NVP為負(fù)極，與NVPF-rGO-650C組裝成全電池(NVPFrGO-650C||NVP)，全電池充放電曲線中有兩個嵌/脫鈉電壓平臺(2.04/2.01 V和2.56/2.52 V)，而 1.72/1.64 V 的小電壓平臺則是由 NVPF 中的NVP雜相引起的。該電池在0.5 C下的初始容量為90.7 mA·h/g， 2 C下循環(huán)300圈后的容量保持率為83%，在20 C下的首次放電比容量為31.2 mA·h/g、(g)]。

　　碳材料由于其工作電壓低、可逆容量高而被認(rèn)為是與NVPF匹配最理想的負(fù)極材料，其中應(yīng)用最多的是硬碳(HC)。Deng等[40]使用HC與NVPF匹配組裝全電池，該電池在0.5 C時的首次放電比容量為120.6 mA·h/g，能量密度高達(dá)440.1 W·h/kg，在10 C 下的可逆容量為 99.5 mA·h/g，能量密度為327.7 W·h/kg，該電池不僅具有良好的倍率性能和超高的能量密度，同時也表現(xiàn)出了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性(5 C下循環(huán)500圈的容量保持率高達(dá)95%);Liang等[45]以商品化HC為負(fù)極，與 NVPF-H@cPAN 匹配組裝成全電池，在小電流密度(0.2 C)下的初始容量為107 mA·h/g，循環(huán)100圈后其容量保持率高達(dá)95.28%。

　　5 總結(jié)與展望

　　NVPF具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、理論比容量大、平均工作電壓高、合成容易等優(yōu)點，作為鈉離子電池正極材料展現(xiàn)出了很大的發(fā)展?jié)摿Γ�但由于其自身結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的電子電導(dǎo)率低及鈉離子擴散慢等不足限制了NVPF的進(jìn)一步發(fā)展。目前針對NVPF的改性仍然是以包覆、金屬離子摻雜以及結(jié)構(gòu)設(shè)計為主。碳包覆雖然不僅可以提高材料的導(dǎo)電能力，還可抑制電解液與NVPF之間的副反應(yīng)等，但碳含量過高會降低材料的振實密度。氧化物包覆不僅能提高NVPF的離子傳導(dǎo)性，還能有效清除電解液中的HF。

　　不過，目前關(guān)于NVPF的氧化物包覆改性報道極少，除了Al2O3外，其他氧化物如ZnO、MgO等也可以進(jìn)行嘗試。金屬離子摻雜不僅可以提高材料的本征電導(dǎo)率，還可穩(wěn)定材料的結(jié)構(gòu)，但單獨的金屬離子摻雜無法避免 NVPF 中 V 離子在電解液中的溶解。

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　　合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(如納米化、空間限域、三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)或缺陷等)不僅可以縮短鈉離子擴散路徑、提高材料導(dǎo)電性，甚至還可實現(xiàn)額外的鈉離子脫嵌，不過這些特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)筑往往也是結(jié)合了碳改性，且產(chǎn)量低、不宜規(guī)模化生產(chǎn)。基于上述三種改性方法的利弊，從實際應(yīng)用角度考慮，為提升NVPF電化學(xué)性能，其未來研究可重點關(guān)注以下幾個方面。

　　(1)在制備方法上，高溫固相法和溶膠-凝膠法在NVPF規(guī)模化生產(chǎn)上更具實際應(yīng)用價值，通過尋找廉價的絡(luò)合劑可為溶膠-凝膠法規(guī)模化生產(chǎn)創(chuàng)造條件，而通過優(yōu)化合成工藝(如控制熱處理溫度、調(diào)節(jié)液相反應(yīng)體系pH值或適當(dāng)補充氟源等)以避免或彌補氟在高溫?zé)崽幚頃r的損失，可得到純相NVPF。

　　(2)在改性方法上，一方面應(yīng)盡量選擇綠色價廉且資源豐富的碳源和摻雜元素以降低成本;另一方面可將碳/氧化物包覆與金屬離子摻雜結(jié)合;此外，還可開發(fā)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計策略使在充放電過程中有額外鈉離子脫嵌的同時能穩(wěn)定NVPF的結(jié)構(gòu)。

　　(3)若能開發(fā)出與NVPF適配的固態(tài)電解質(zhì)及新的 Na+補償策略，則一定可以最大程度地發(fā)揮NVPF 的高容量、長循環(huán)和高電壓等優(yōu)勢，使NVPF成為極具應(yīng)用潛力的正極材料，助力鈉離子電池成為其他儲能電池體系強有力的競爭對手。

　　參 考 文 獻(xiàn)：

　　[1] WANG M X, WANG K, HUANG X B, et al. Improved sodiumstorage properties of Zr-doped Na3V2(PO4)2F3/C as cathodematerial for sodium ion batteries[J]. Ceramics International, 2020,46(18): 28490-28498

　　.[2] ZHU W K, LIANG K, REN Y R. Modification of the morphology ofNa3V2(PO4)2F3 as cathode material for sodium-ion batteries bypolyvinylpyrrolidone[J]. Ceramics International, 2021, 47(12):17192-17201.

　　[3] 曹余良 . 鈉離子電池機遇與挑戰(zhàn)[J]. 儲能科學(xué)與技術(shù), 2020, 9(3):757-761.CAO Y L. The opportunities and challenges of sodium ion battery[J].Energy Storage Science and Technology, 2020, 9(3): 757-761.

　　[4] 王躍生, 容曉暉, 徐淑銀, 等. 室溫鈉離子儲能電池電極材料研究進(jìn)展[J]. 儲能科學(xué)與技術(shù), 2016, 5(3): 268-284.

　　作者：孫 暢1，鄧澤榮1，江寧波2，張露露1，F(xiàn)ANG Hui3，楊學(xué)林1