三元异质结构Na3V2(PO4)3/Na3V2(PO4)2F3/NaV(P2O7)内置交互电场助力高性能钠离子存储

为解决传统聚阴离子正极材料电子/离子传导性差、容量低的问题，研究人员通过魔芋葡甘聚糖(KGM)诱导合成三元异质结构正极NVP@KGM/F-10%。该材料通过多空间钠位点、V-O键伸长及柱状多孔形态(比表面积84.53 m2 g?1)协同提升储钠性能，DFT计算证实三元界面内置电场显著促进动力学，为多相异质结构设计提供新范式。

　　

传统聚阴离子正极材料因电子/离子传输性能差而面临容量与能量密度瓶颈。这项研究巧妙利用魔芋葡甘聚糖(Konjac Glucomannan, KGM)作为诱导剂，成功制备出三元异质结构正极材料NVP@KGM/F-10%——包含磷酸钒钠(Na₃V₂(PO₄)₃, NVP)、氟磷酸钒钠(Na₃V₂(PO₄)₂F₃)和焦磷酸钒钠(NaV(P₂O₇))的独特组合。

通过原位高温X射线衍射(ex-situ XRD)解析形成机制，核磁共振(NMR)技术证实材料中存在多维钠离子存储位点。X射线吸收精细结构谱(XAFS)揭示V-O键的伸长现象，构建出更开放的钠离子迁移通道。该材料具有84.53 m² g^?1的高比表面积柱状多孔结构，大幅提升电解液浸润效率。

最引人注目的是，三种组分因功函数与带隙差异在界面处形成三重内置电场，密度泛函理论(DFT)计算结合实验证实该电场能显著降低钠离子迁移能垒。态密度(DOS)分析进一步揭示异质结构在电子能带层面的协同优势，为设计高性能多相电极材料提供了全新思路。