合金型负极材料具有较高的理论容量和合适的工作电压，在碱金属离子电池（AMIB）中具有广阔的应用前景。然而，它们的应用受到循环时的大体积膨胀的严重阻碍。

近日，中国石油大学（华东）赵学波教授，顾鑫，山东大学杨剑教授报道了提出了一种通过固相反应制备非晶和氧缺陷的磷酸盐（SnP₂O₇，BiPO₄和SbPO₄）/N掺杂碳的通用而简单的方法。

文章要点

1）这些复合材料同时结合了体积较大的聚阴离子、非晶结构和氧空位，因此表现出比AMIB中的对应化合物更出色的电化学性能。

2）电化学结果和密度泛函理论(DFT)计算表明，氧空位和非晶态结构协同提高了电子电导率，加快了离子扩散，降低了结合能。

3）实验结果显示，将非晶态氧空位SnP₂O₇/N掺杂碳复合材料作为PIB的负极材料时，在0.1 A g^-1下的比容量为376mAh g^-1，在10 A g^-1下的倍率性能为161.1 mAh g^-1，在1 A g^-1下的5000次循环中循环性能稳定，循环性能为320.8 mAh g^-1。进一步的研究发现，SnP₂O₇的储钾机理是一个典型的两步过程，即转化反应和合金化反应。

参考文献

Sheng Wen, et al, Boosting Fast and Stable Alkali Metal Ion Storage by Synergistic Engineering of Oxygen Vacancy and Amorphous Structure, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202106751

https://doi.org/10.1002/adfm.202106751