侴术雷/乔芸/李丽AEM：用于钠离子电池的低成本聚阴离子型硫酸盐正极

钠离子电池（SIBs）因其丰富且低成本的钠资源而成为储能系统中很有前景的候选者。聚阴离子硫酸盐材料（PSMs）因具有骨架稳定、结构可调、操作安全以及SO₄^2-的高电负性等优点而被认为是最有前途的高能正极，基于硫酸盐的正极在不久的将来具有商业化的潜力，而对PSM的评述很少。

在此，温州大学侴术雷教授联合上海大学乔芸教授、李丽副教授等人关注SIBs中PSMs的最新研究进展，包括材料合成和储钠机制，并指出设计高倍率和长循环电极材料的策略对于增强SIB中PSM的本征离子扩散动力学和电子电导率非常必要。

作者介绍了几种代表性的用于SIB的PSM，包括铁基、锰基、铜基及其他聚阴离子硫酸盐。此外，还总结了PSM的缺陷以及提高其在容量、循环性能和倍率性能方面的策略，如宏观层面的表面改性、微观层面的结构设计、微观层面的元素替换等，并讨论了组装全电池的注意事项。

图1. PSMs的结构和储钠机制

最后，作者总结了PSM面临的主要挑战和相应的机遇。对于铁基硫酸盐，由于Fe²⁺容易氧化，所以很难获得纯Fe基PSM，需要继续进一步的研究，例如涂层。对于V/Co基PSM，后续的研究可能致力于引入廉价金属（如Cu、Mn）来替代V/Co以降低成本并提高电化学活性。

此外，很有必要探索低成本制备方法促进PSM的实用化发展，如低温溶剂热法、溶剂热球磨法、室温合成法等，以最大限度地提高能量密度。其次，通过结合先进的表征工具和理论计算揭示SIBs硫酸盐材料的嵌入/脱嵌机制，从而为实际SIBs中使用的PSM提供更好的指导。

图2. 典型聚阴离子材料的储钠性能

Low-Cost Polyanion-Type Sulfate Cathode for Sodium-Ion Battery, Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.20210175

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