分级介孔Fe-Co-PBA纳米管：高性能钠离子电池阴极材料的创新设计与应用

本文报道了一种创新离子交换法制备分级介孔Fe-Co-PBA（普鲁士蓝类似物）纳米管，其作为钠离子电池(SIBs)阴极材料展现出卓越性能：1C倍率下比容量达75 mAh g?1，5C高倍率下仍保持43 mAh g?1，500次循环后容量保持率80%。该研究通过独特的纳米管结构设计（大空腔降低表面能、薄壳层缩短离子扩散路径）同步提升倍率性能和循环稳定性，为开发高性价比SIBs提供了新思路。

　　

Highlight

实验方法

本研究所有试剂均采购自上海麦克林生化有限公司，纯度达分析级(AR级)。

结果与讨论

传统普鲁士蓝化合物合成依赖阳离子与[Fe(CN)₆]^4?阴离子的水溶液共沉淀反应，易形成纳米颗粒。如图1所示，我们首先通过溶剂热法制备一维CoMoO₄纳米棒前驱体，将其分散于乙醇后加入Na₄Fe(CN)₆·10H₂O水溶液，通过精巧的离子交换过程成功构建分级介孔Fe-Co-PBA纳米管。

结论

本研究开发了简易离子交换技术，成功制备具有分级介孔纳米管结构的Fe-Co-PBA材料。作为SIBs阴极时，该材料在1C倍率下展现75 mAh g^?1比容量，5C高倍率下仍保持43 mAh g^?1，500次循环后容量保持率达80%。其卓越性能源于纳米管中空结构——大空腔抑制颗粒团聚，薄壳层加速离子传输，独特构型有效缓解充放电过程中的结构应变。