普鲁士蓝类似物（PBA）由于其低成本、易合成和可观的电化学性能，在能量存储和转换领域的应用引起了广泛关注。现阶段，对 PBA的大多数研究都集中在其材料级优化上，而很少考虑在实际电池系统中的性能。
在此，温州大学侴术雷教授、张旺及澳大利亚伍伦贡大学王佳兆教授等人详细介绍一种重要的正极材料PBA，并回顾了其基本原理及在储能领域的实际应用。首先，从材料的角度批判性地分析了限制电极性能的关键问题和相应的补救措施，而不是简单汇总最近的成果。然后，从基础研究和实际应用的角度描述了优化PBA架构的原则。在PBA家族中，Mn-PBA和Fe-PBA因其能量密度高、成本低和资源丰富而成为最有前途的候选者。然而，需要进一步改进以提高其低电导率、严重的结构畸变和金属溶解问题导致的循环稳定性不佳。此外，从单元电池的角度来看，兼容负极材料、高压电解液、导电基底、粘结剂、隔膜甚至集流体的探索需要同时进行。
图1. 提高PBA能量密度、功率密度和循环寿命的材料级策略
最后，作者讨论了对PBA电极未来研究的看法，以弥合基础研究和具有竞争力的钠离子电池（SIB）商业化过程之间的差距：
（1）合成策略的未来发展不仅仅是材料层面，大规模生产的潜力、原材料的利用率、成本、合成效率和可持续性同样重要；
（2）进一步探索PBA及其衍生物在锂硫电池、金属（锂/锌）-空气电池、固态电池、钾离子电池等更多储能系统中的应用；
（3）制备具有与PBA和金属钠相兼容的界面的高性能固态电解质来实现固态SIBs；
（4）进行巧妙的电池结构设计以消除水对电池整体性能的负面影响；
（5）需要更先进的技术和表征，特别是operando测量精确探测晶体结构、价态、形貌演化等的变化；
（6）对电极材料的内在特性和离子存储机制的理论见解可能对开发用于储能系统的下一代高性能电池做出重大贡献。
Prussian blue analogues for sodium-ion batteries: past, present and future, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202108384
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