吉林大学杜菲团队JACS：“电化学活性系数”指导设计高容量铁基杂化磷酸盐正极，与纯相形成的微观认知

主要观点总结

本文研究了杂化磷酸盐正极Na4Fe3(PO4)2P2O7（NFPP）在钠离子电池中的应用。由于比容量较低，限制了其能量密度的发挥，主要问题在于合成过程中产生的非活性NaFePO4杂相。近日，吉林大学杜菲教授等通过优化NFPP正极的氧化还原电对数，实现了实际容量的大幅提高。选择V作为Fe位点的掺杂剂，一方面引入额外的氧化还原电对，另一方面引发Fe2+部分高自旋态向低自旋态的转变，从而提高Fe空位形成能，避免Fe空位/杂相的生成。所制备的NFPP正极表现出卓越的倍率性能和循环稳定性。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

NFPP因其坚固的三维框架结构而成为钠离子电池正极的热门候选材料，但比容量较低限制了其能量密度的发挥。问题在于合成过程中的非活性杂相产生以及过渡金属位点的可用氧化还原电对数量降低。

关键观点2: 工作介绍

吉林大学杜菲教授等与合作者基于“电化学活性系数 η ”的指导原则，通过V掺杂优化了NFPP正极的氧化还原电对数。V掺杂引入额外的氧化还原电对并提高Fe空位形成能，从而避免Fe空位/杂相的生成。这一策略实现了NFPP正极实际容量的大幅提高。

关键观点3: 关键成果

V掺杂的NFPP正极在0.1 C倍率下实现了124.6 mAh g-1的高可逆容量，对应于三电子转移过程。该材料同时表现出优异的倍率性能（50 C下80.6 mAh g-1）和卓越的循环稳定性（11,000次循环后容量保持率达91.3%）。基于该正极的钠金属软包电池展现出高能量密度和良好的循环性能。

关键观点4: 通讯作者简介

介绍了通讯作者杜菲教授和其他合作者的研究背景、主要研究领域和成就。