钱逸泰院士/朱永春等，重磅AFM！

红磷作为钠电池的高容量负极材料显示了巨大的前景。这种在循环过程中遭受体积变化影响的电极可以通过一维纳米材料得到有效改善。然而，1D红磷的合成很少被研究和应用于钠电池。

图1. 材料的合成和表征

中科大钱逸泰院士、朱永春、Kangli Xu等首次提出了一种简单的硒诱导方法来合成一维红磷，并评估了其在钠电池中的性能。作者首先在钠离子电池中评估了与材料结构相关的掺杂规律和电化学性能。然后通过X射线吸收精细结构光谱（XAFS）对最佳纤维状纳米红磷进行了深入的表征，通过理论计算构建了结构模型，并进一步研究了其在钠金属电池中的钠离子扩散动力学和表面保护功能。

研究表明，少量的硒不仅可以从商业红磷中诱导出高质量的纤维状纳米红磷，而且对钠离子传导性也有质的提升。因此，最佳的纤维状纳米红磷在倍率性能和循环稳定性方面分别优于传统红磷≈6倍和≈10倍。此外，结晶纤维状的纳米红磷利用了一维纳米材料的优势，分散了充放电应力并缓冲了体积变化。

图2. 通过钠离子电池评估掺杂规律性

因此，作为钠离子电池的负极，最佳的纤维状纳米红磷在1C下循环2800次后显示出90.1%的容量保持率，此外所得对称电池的循环在低极化电压（＜85 mV）下保持了1000小时以上的长期稳定。这种结晶性纤维状纳米红磷通过掺杂硒显示了电子结构的可调整性，导致磷的灵活化学状态，其价位可调性可容忍在富Na或贫Na条件下的结构稳定性，这大大改善了钠的储存和运输。

因此，最优的纤维状纳米红磷用作钠离子电池负极时在25C时显示出1190 mA h g^-1的高容量，用于钠金属全电池时在30C时显示出68 mA h g-1的高容量。

图3. 受保护钠金属在对称电池和全电池中的性能

Se-Induced Fibrous Nano Red P with Superior Conductivity for Sodium Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202302444

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