Na3.91MnV0.97Mo0.03(PO4)3@Al2O3是中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所趙邦傳研究員團隊研發的一種改性鈉離子電池正極材料。該材料採用“鍵結構調控+界面修飾”的多尺度協同改性策略，通過對磷酸釩錳鈉進行體相釩位點Mo6+離子摻雜與表面Al2O3包覆製備而成。
改性後的材料在0.1 C倍率下的初始放電容量為99.3 mAh g，在10 C高倍率下循環3000次後容量保持率達84.5%。其在充放電過程中的體積變化僅為3.66%，表現出較高的結構穩定性。相關研究成果於2025年發表在《先進功能材料》期刊上。
基本介紹
- 別名：NMVMP@Al2O3
- 套用：鈉離子電池正極材料
材料簡介,研發背景,改性策略,性能表現,套用與意義,
材料簡介
Na3.91MnV0.97Mo0.03(PO4)3@Al2O3（簡稱NMVMP@Al2O3），是一種改性磷酸釩錳鈉正極材料。它屬於NASICON型聚陰離子鈉離子電池正極材料。該材料由中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所趙邦傳研究員團隊，通過採用“鍵結構調控+界面修飾”的多尺度協同改性策略研發而成。
研發背景
在聚陰離子型鈉離子電池正極材料中，NASICON型磷酸釩錳鈉因具有三維開放框架、高工作電壓及良好的結構穩定性，是一種前景廣闊的鈉電正極材料。然而，其本徵電子電導率較低，且充放電過程中Mn3+離子易引發Jahn-Teller(J-T)畸變，共同制約了其離子擴散效率與循環穩定性，限制了其實際套用。
改性策略
該材料採用了一種多尺度“內外兼修”的協同改性策略，即“鍵結構調控（體相）+界面修飾（表面）”。
在體相改性方面，於釩位點引入高價態、小半徑的Mo6+離子。此舉通過最佳化Mn的局部配位環境增強Mn-O鍵強度、有效抑制Jahn-Teller畸變，同時縮小帶隙以提升材料的電子導電性。
在表面改性方面，於材料表面構建均勻的Al2O3包覆層。該包覆層能穩定電極/電解質界面、抑制Mn溶出，並促進鈉離子界面傳輸。
這些措施共同實現了鈉離子的快速傳輸和優異的循環穩定性。
性能表現
測試結果表明，改性後的Na3.91MnV0.97Mo0.03(PO4)3@Al2O3 (NMVMP@Al2O3)在0.1 C倍率下，初始放電容量為99.3 mAh g。在10 C倍率下循環3000次後，容量保持率為84.5%。該性能優於未改性的Na4MnV(PO4)3材料及其他已報導的NASICON型正極材料。進一步分析證實，改性後材料在充放電過程中的體積變化為3.66%，表明其結構可逆性和穩定性較好。
套用與意義
該工作為NMVP正極的實際套用奠定了實驗與技術基礎，也為其它聚陰離子型電極材料的設計提供了參考，對推動高穩定性、長壽命鈉離子電池的發展具有意義。
改性後的Na3.91MnV0.97Mo0.03(PO4)3@Al2O3在0.1 C倍率下初始放電容量為99.3 mAh g，在10 C倍率下循環3000次後容量保持率為84.5%，充放電過程體積變化為3.66%，展現出良好的結構可逆性和穩定性。
