鈉離子導體（NASICON）型磷酸鹽因其三維開放框架有利于Na⁺擴散而作為鈉離子電池（SIBs）正極引起了廣泛關注，但其能量密度一般，并且容量衰減較快。

圖1 材料表征

北京科技大學劉永暢等精心設計了一種多電子反應和低應變的Na_3.5Fe_0.5VCr_0.5(PO₄)₃/C正極材料。得益于釩的多電子氧化還原化學、鐵的低應力反應和鉻的高電位氧化還原，三元NFVCP/C正極產生了509.4 Wh kg^-1的驚人能量密度。

各氧化還原對（Fe²⁺/ Fe³⁺、V³⁺/V⁴⁺/V⁵⁺和Cr³⁺/Cr⁴⁺）反應電位的偏差可有效緩解晶格應變的積累，并確保在多電子（2.61個電子）轉移過程中電池體積僅發生3.87%的微小變化，這一點得到了原位XRD、原位XPS和EELS的驗證。

圖2 電化學性能研究

因此，該電池具有卓越的循環耐久性，2000次循環后容量保持率達到95.1%。此外，系統的電化學測試、ss-NMR分析和DFT計算證實了NFVCP/C的快速反應動力學以及通常認為的非活性Na1離子的異常釋放/吸收。NFVCP/C正極的巨大實用性也在全電池測試中進行驗證，其顯示出318.2 Wh kg^-1的顯著能量密度和可觀的低溫耐受性（從 30℃到-20℃，容量保持率為77.2%）。

總體而言，這項工作提出了一種新策略，即巧妙地結合具有不同功能的氧化還原偶聯物，以開發用于SIB的高性能NASICON正極。

圖3 動力學研究

A Multielectron-Reaction and Low-Strain Na3.5Fe0.5VCr0.5(PO4)3 Cathode for Na-Ion Batteries. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c0118