孔令斌Small：核壳结构设计显著提高钠离子电池的倍率和循环性能

普鲁士蓝类似物成本低廉，理论比容量高，非常适合作为钠离子电池的正极材料。普鲁士蓝类似物之一的Na_xCoFe(CN)₆ (CoHCF)具有较差的倍率性能和循环稳定性，而Na_xFeFe(CN)₆ (FeHCF)具有较好的倍率性能和循环性能。

图1 样品形貌分析

兰州理工大学孔令斌等设计了以CoHCF为核，FeHCF为壳的CoHCF@FeHCF核壳结构，以提高其电化学性能。TEM证明了核壳结构的成功制备，TG表明复合材料样品的结晶水含量较低。

通过电化学性能测试，核壳结构复合材料样品在20C高倍率下的比容量为54.8 mAh g^-1，在1C下循环100次的容量保持率为84.1%，在5C下循环200次的容量保持率为82.7%；而未改性的Co-HCF在20C高倍率下比容量几乎消失，在1C下循环100次的容量保持率为78.5%，在5C下循环200次的容量保持率为59.9%。

图2 不同电极的电化学性能对比

动力学分析表明，在0.2 mV s^-1条件下，CoHCF@FeHCF的表面电容为69.25%，高于未改性CoHCF的51.92%。

由CV计算的表观钠离子扩散系数表明，CoHCF@FeHCF核壳结构的单个氧化还原峰具有更大的钠离子扩散动力学特性，EIS测试的表观钠离子扩散系数也有类似的结论。因此，核壳结构的设计有利于加速电极的动力学过程。

图3 动力学研究

Designing CoHCF@FeHCF Core–Shell Structures to Enhance the Rate Performance and Cycling Stability of Sodium-Ion Batteries. Small 2023. DOI: 10.1002/smll.202302788

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