在金属氧化物、硫化物、磷酸盐和钠超离子导体（NASICON）等多种正极材料中，NASICON结构因其三维（3D）开放隧道结构提供了简单的Na⁺离子脱/嵌、优异的倍率性能、相对较高的长期稳定性和清晰的电压平台而备受瞩目。在Na₃V₂(PO₄)₂F₃（NVPF）中，通过NASICON结构中的选择性氟化进一步稳定了结构，其中一个磷酸基团被三个氟原子取代，这提供了高氧化还原电位、高能量密度和良好的稳定性。然而，由于有限的活性位点利用率和有限的长期容量和库仑效率，NVPF并没有被优化。

近日，为了缓解NVPF的不稳定性和较低容量带来的挑战，巴伊兰大学Ayan Mukherjee，Malachi Noked报道了合理设计了一种均匀分布的中空NVPF，并采用原子层沉积的方法在NVPF表面涂覆一层超薄（≈2 nm）非晶态TiO₂。

文章要点

1）研究发现，涂层有助于离子通过正极电解质界面（CEI）的更高的迁移率，并在循环过程中实现了更高的容量。TiO₂@NVPF即使在1 C倍率下，放电容量也超过了120 mAh g^-1，并且在第一个循环中显示出较低的不可逆容量。此外，在高电流密度下，容量保持率接近100%，在高电流密度下长时间循环后，库仑效率达到99.9%。

2）TiO₂@NVPF出色的性能得益于TiO₂涂层的钝化行为，其保护了NVPF的表面不受体积膨胀、碳酸盐生成和电解液分解的影响，这一点也得到了循环后分析结果的证实。此外，超薄表面保护人工CEI对先进钠离子电池正极至关重要。保护层减弱了寄生反应，最终增强了Na离子参与反应的能力，稳定了正极结构。

参考文献

Tali Sharabani, et al, Interfacial Engineering of Na₃V₂(PO₄)₂F₃ Hollow Spheres through Atomic Layer Deposition of TiO₂: Boosting Capacity and Mitigating Structural Instability, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202104416

https://doi.org/10.1002/smll.202104416