PO43-掺杂Na2V6O16提升锌离子电池阴极材料的稳定性和容量研究

本文推荐一种通过PO43-掺杂优化Na2V6O16（NVO）结构的策略，显著提升其作为水系锌离子电池（AZIBs）阴极的性能。研究表明，掺杂后的NVO-P材料具有更高的初始放电容量（318 mAh?g-1）和循环稳定性（100.2%容量保持率），其机理源于PO43-对V_3d/O_2p电子态的调控及结构支撑作用。该研究为开发高稳定性钒基阴极提供了新思路。

　　

Highlight

PO_{43-掺杂的Na2V6O16（NVO-P）通过改变V_3d和O_2p的电子态密度，降低带隙并提升电子传导性。其四面体结构作为支柱提高了钒的配位数，使材料在锌离子嵌入/脱出过程中更稳定。}

Results and discussion

X射线衍射显示NVO-P的(001)晶面衍射峰更强且半峰宽更窄（图1a），表明其结晶度优于未掺杂NVO。PO_{43-的引入缩小了层间距，但通过形成P-O多面体增强了结构刚性。电化学测试中，NVO-P在0.2 A?g^-1电流密度下展现318 mAh?g^-1的初始容量，且循环100次后容量保持率达100.2%。}

Conclusions

本研究通过PO_{43-掺杂策略，实现了Na2V6O16阴极材料导电性和结构稳定性的协同提升，为设计高性能AZIBs提供了理论依据和实验范例。}