中南大学材料学院梁叔全

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中南大学梁叔全教授团队报道了一种由纳米片组装的Na3V2(PO4)3/C分级微米球的水热法可控制备技术。研究了水热反应时间和前驱体溶液浓度对Na3V2(PO4)3产物微/纳米结构的影响，并提出了其形貌演变的机制。这种新型的微/纳米结构不仅提供了双连续的电子/离子通道和较大的电极电解液接触面积，而且与纳米材料相比，它具有更高的振实密度。同时，坚固的结构稳定性减轻了离子反复嵌入/脱出过程的体积应变。结果表明，NVP/C-MSs在钠离子半电池和全电池中均具有优异的电化学性能。例如，半电池中，在0.5 C的倍率下可以获得116.3 mA h g-1 的比容量，在100 C的倍率下可以获得99.3 mA h g-1的比容量和良好的循环稳定性，在20 C的倍率下可以循环10000圈。此外，制备的NVP-/C-MSs ‖ SnS/C钠离子全电池拥有223 W h kg-1的能量密度和较长的循环稳定性。相关成果以“Nanoflake-Constructed Porous Na3V2(PO4)3/C Hierarchical Microspheres as a Bicontinuous Cathode for Sodium-Ion Batteries Applications”为题发表于国际著名期刊Nano Energy上。曹鑫鑫博士为论文的第一作者，潘安强教授、周江特聘教授、梁叔全教授为论文共同通讯作者。该工作受国家自然科学基金（51872334）的支持。

该研究团队通过水热反应法制备了一系列由纳米片组装的Na3V2(PO4)3/C分级微米球。Na3V2(PO4)3/C纳米晶被氮掺杂碳紧密包覆。作为钠离子电池正极材料，Na3V2(PO4)3/C多孔微米球表现出优异的倍率性能和循环稳定性，在100 C倍率时可释放99.3 mA h g-1的比放容量，在20 C倍率下经过10000次长循环后容量保持79.1%。采用Na3V2(PO4)3/C为正极、SnS/C纤维为负极的钠离子全电池能量密度可达223 W h kg-1。独特的微纳结构设计和氮掺杂碳包覆有效构筑了双连续的电子和离子扩散通道，增加了电极和电解液的接触面积同时增强了结构稳定性，进而造就了Na3V2(PO4)3/C多孔微米球优异的电化学性能。

文献链接：Nanoflake-constructed porous Na3V2(PO4)3/C hierarchical microspheres as a bicontinuous cathode for sodium-ion batteries applications. Nano Energy, 2019, 60: 312-323. https://www.sciencedirect.com/sc ... i/S2211285519302617