近日，我校材料与能源学院邵涟漪副教授、孙志鹏教授团队在钠离子电池正极材料研究领域取得重要进展，相关成果以“Unlocking Ultra-Long Cycling Stability in Fluorophosphate Cathodes via Electrostatic Interaction Regulation and Enhanced V–O Covalency”为题发表于国际知名期刊《Advanced Materials》。广东工业大学材料与能源学院为论文唯一单位，硕士生毛增蓉为论文第一作者，邵涟漪副教授和孙志鹏教授为论文通讯作者。

钠离子电池因钠资源丰富和成本低廉，在大规模储能领域具有广阔应用前景。聚阴离子型化合物 Na₃(VO)₂(PO₄)₂F凭借其稳定的三维框架结构和高工作电压，被认为是一种极具潜力的正极材料。然而，其固有的低电子电导率和缓慢的Na⁺扩散动力学严重限制了实际应用。这些动力学瓶颈主要源于Na⁺与骨架阴离子之间的强库仑吸引力以及Na⁺离子间的相互排斥。

针对这一问题，团队提出“阴离子工程”策略，设计出Br掺杂Na₃(VO)₂(PO₄)₂F （NVOPF-Brx）正极材料。研究表明，Br掺杂可诱导钒中心局域电荷重新分布，增强V 3d–O 2p轨道杂化，显著提升V–O共价键强度，从而稳定结构骨架。同时，异价取代诱发的钠空位有效缓解了Na⁺与框架阴离子间的库仑引力和钠离子间的排斥作用，改善了离子迁移动力学。得益于电子结构与离子动力学的协同优化，NVOPF-Br2展现出优异的电化学性能：在100 C超高倍率下保持85.93 mAh g^–1的放电比容量；20 C下循环90000圈仍有62.07 mAh g^–1的容量。该工作揭示了阴离子掺杂对局域电子态和离子迁移行为的调控机制，为长寿命钠离子电池正极材料设计提供了新思路。

论文链接：http://doi.org/10.1002/adma.74789