钠-铜-钒-磷酸盐聚阴离子玻璃陶瓷阴极网络的电压与性能优化研究

　　为解决钠离子电池中晶体阴极材料体积突变导致的性能衰减问题，研究人员通过熔融淬火及热处理技术开发了G-NaCu1-x (VO)x PO4 （x=0.1-0.9）玻璃陶瓷阴极网络。该材料通过形成NaV2 O5 、NaCu(PO4 )等晶体相，实现Na+ 快速扩散，电荷转移电阻低至7.086×10-3 Ω，1000次循环后容量保持率达99.71%，为高稳定性钠电阴极设计提供新思路。

　　

随着锂资源价格波动和分布不均问题加剧，钠离子电池因其原料丰富、成本低廉成为储能领域的研究热点。然而，传统晶体阴极材料在充放电过程中易发生体积突变，导致结构坍塌和性能衰退。针对这一挑战，来自中国的研究团队在《Journal of Alloys and Compounds》发表研究，通过创新设计钠-铜-钒-磷酸盐（NaCu_1-x
(VO)_x
PO₄
）玻璃陶瓷阴极网络，成功解决了这一瓶颈问题。

研究采用熔融淬火结合热处理（T_c
温度下5小时）制备玻璃陶瓷（GC）材料，利用差热分析（DTA）测定T_g
（643 K）、T_c
等参数，通过X射线光电子能谱（XPS）分析材料组成，并系统评估了电化学性能。

DTA结果显示，NaCu_0.7
(VO)_0.3
PO₄
样品具有最高玻璃稳定性参数K_gl
，其结晶过程中生成的NaV₂
O₅
（ICSD-760908）、NaCu(PO₄
)（ICSD-581303）和Na₂
Cu(P₂
O₇
)（ICSD-556822）晶体相形成正交晶系结构，有效缓冲体积变化。电化学测试表明，该材料R_ct
值低至7.086×10^-3
Ω，在10 C→0.1 C倍率变化下容量保持率高达99.71%，显著优于同类晶体材料。

研究结论指出，这种混合聚阴离子玻璃陶瓷网络通过多相协同作用，实现了Na⁺
的高效传输与结构稳定，其正交晶系框架为离子扩散提供了理想通道。该工作不仅为钠电阴极材料设计开辟了新路径，更对推动大规模储能技术发展具有重要实践意义。作者Radhika Grandhe等特别强调，材料制备无需复杂设备，具有工业化应用潜力。