双氨基酸调控Na3V2(PO4)3微观结构提升钠存储性能的新策略

《Journal of Electroanalytical Chemistry》：Dual amino acid-dominated microstructure regulation of Na 3V 2(PO 4) 3 cathode materials for enhanced sodium storage

本文报道了一种新型双氨基酸（Nε-三氟乙酰-L-赖氨酸与甘氨酸）协同络合策略，通过构建三维交联聚氨基酸结构实现对Na3V2(PO4)3（NVP）正极材料的粒径控制、氟氮共掺杂和碳包覆优化。所得NVP/LGy-1.3材料在2C倍率下循环2000次容量保持率达89.2%，20C高倍率下仍具80.6 mAh g?1的可逆容量，为高性能钠离子电池正极材料开发提供了新思路。

　　

亮点

通过双氨基酸（NTLL/甘氨酸）协同络合策略，成功制备出具有优异钠离子存储性能的氟氮共掺杂NVP/C复合材料。

结果与讨论

通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对比研究了不同氨基酸对NVP复合材料微观结构的影响。如图2a和图S1a所示，仅使用甘氨酸制备的NVP/Gy呈现明显的块状形貌，颗粒尺寸达到微米级且分布宽泛，表明甘氨酸对钒离子的络合效果有限。相比之下，NVP/L复合材料显示出规整的颗粒形貌，尺寸减小至1-2微米（图2b），这归因于NTLL中疏水性三氟乙酰基诱导的胶束形成限制了晶体生长。而最优比例的NVP/LGy-1.3样品（图2c-d）展现出更均匀的球形纳米颗粒（约200-500纳米）和良好的分散性，证明双氨基酸体系通过形成交联聚氨基酸网络有效调控了成核过程。

结论

总之，我们开发了一种基于Nε-三氟乙酰-L-赖氨酸（NTLL）和甘氨酸的双氨基酸共络合溶胶-凝胶技术，成功合成了碳包覆NVP复合材料（NVP/LGy-1.3）。优化的甘氨酸/NTLL比例（1.3:1）可在溶液中形成纳米胶束和稳定的交联结构，增强了对金属离子的络合作用，最终获得粒径更小、分散性更优且导电碳层更均匀的NVP材料。