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高价阳离子(Al^(3+))诱导的Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)(P_(2)O_(7))正极助力构筑全气候钠离子全电池

Science Bulletin 2024年第6期69卷 772-783页

作者：高金强曾晶垚简伟顺梅雨倪炼山王浩吉王凯胡新宇邓文韬邹国强侯红帅纪效波 College of Chemistry and Chemical Engineering Central South UniversityChangsha 410083China

Na_(4)Fe_(3)(PO_(4))_(2)(P_(2)O_(7))(NFPP)is currently drawing increased attention as a sodium-ion batteries(SIBs)cathode due to the cost-effective and NASICON-type structure *** to the sluggish electron and Na~+conductivities,however,its real implementation is impeded by the grievous capacity decay and inferior rate ***,multivalent cation substituted microporous Na_(3.9)Fe_(2.9)Al_(0.1)(PO_(4))_(2)(P_(2)O_(7))(NFAPP)with wide operation-temperature is elaborately designed through regulating structure/interface coupled electron/ion ***,the derived Na vacancy and charge rearrangement induced by trivalent Al^(3+)substitution lower the ions diffusion barriers,thereby endowing faster electron transport and Na^(+)*** importantly,the existing Al-O-P bonds strengthen the local environment and alleviate the volume vibration during(de)sodiation,enabling highly reversible valence variation and structural *** a result,remarkable cyclability(over 10,000 loops),ultrafast rate capability(200 C),and exceptional all-climate stability(-40-60℃)in half/full cells are *** this,the rational work might provide an actionable strategy to promote the electrochemical property of NFPP,thus unveiling the great application prospect of sodium iron mixed phosphate materials.

关键词： multivalent cation substitution All-climate Na^(+)mobility Ultrafast rate capability

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