第一作者：陈朝尧
通讯作者：杨学林*，张露露*
单位：三峡大学
随着新能源产业的快速发展，储能器件对解决可再生能源间歇性问题和实现人类社会可持续发展至关重要。由于钠资源在储量和价格方面的优势，钠离子电池被视为是实现大规模能量存储与转换的最佳选择。普鲁士蓝类化合物具有特殊的开放式框架结构和丰富的钠存储位点，是钠离子电池最为理想的正极材料之一。近年来，基于双电子氧化还原反应的铁基普鲁士蓝（Fe-PB）正极材料因具有出色的钠离子存储能力和较高的理论容量（170 mAh g-1）而引起了研究者们的广泛兴趣。然而，在液相合成过程中，铁基普鲁士蓝结构中通常会产生[Fe(CN)6]空位和配位水。随机分布的[Fe(CN)6]空位使普鲁士蓝的框架结构易于坍塌，从而导致实际容量偏低、循环稳定性较差；同时，配位水占据Na+的活性位点，使钠离子迁移能力滞缓，容量降低。
针对此问题，三峡大学杨学林教授团队在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上发表题为“Synergistic Modification of Fe-Based Prussian Blue Cathode Material Based on Structural Regulation and Surface Engineering”的研究论文。此工作采用金属离子掺杂调控结构和金属氧化物表面工程协同改性的策略，构筑了一种铜掺杂氧化铜包覆的FeCu-PB@CuO立方体，并对材料电化学性能、反应动力学和储钠机制等进行了系统地表征与分析。该项工作为普鲁士蓝正极材料在钠离子电池中的实际应用提供了一定的理论参考，也对其它电极材料的改性提供了借鉴。
图1、Fe-PB和FeCu-PB@CuO的XRD图谱。
图2、Fe-PB和FeCu-PB@CuO的SEM和TEM照片。
图3、Fe-PB和FeCu-PB@CuO的XPS图谱。
图4、Fe-PB和FeCu-PB@CuO的红外光谱图、氮气吸附/脱附曲线和孔径分布曲线。
图5、Fe-PB和FeCu-PB的DOS曲线。
图6、Fe-PB和FeCu-PB@CuO的电化学性能。
图7、Fe-PB和FeCu-PB@CuO的动力学特性。
Synergistic Modification of Fe-Based Prussian Blue Cathode Material Based on Structural Regulation and Surface Engineering
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c11823
杨学林，博士，教授，博士生导师，中国科协先进材料学会联合体青年工作委员会委员，中国固态离子学分会副秘书长，湖北省杰出青年基金获得者，湖北省政府专项津贴专家，湖北省新世纪高层次人才第二层次人选，湖北省重点产业创新团队负责人，三峡大学青年拔尖人才第一层次人选，宜昌市优秀市管专家；现任三峡大学材料与化工学院党委书记、三峡大学分析测试中心主任、储能新材料湖北省工程实验室主任、新型石墨材料研究院院长；主持承担国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金面上项目、教育部重点项目、湖北省杰出青年基金、湖北省重大专项、湖北省科技创新群体、湖北省教育厅科技创新团队及企业横向课题等项目20余项；在Nano Energy等国际权威刊物上发表SCI论文100余篇。在天然石墨应用研究领域取得了突破性进展，获授权发明专利12项，为合作企业建成新型锂离子电池石墨负极材料中试生产线一条，研究成果曾获得湖北省技术发明奖、自然科学奖、湖北高校十大科技成果转化项目提名奖等奖励。
张露露，博士，教授，博士生导师，三峡学者，三峡大学教学名师。2001年硕士毕业于中南大学化学与化工学院，同年就职于三峡大学；2012年博士毕业于华中科技大学材料科学与工程学院。长期从事新能源材料与器件的研究和开发。主持承担国家自然科学基金项目、湖北省教育厅重点项目及企业横向课题等多项项目。以第一作者和通讯作者身份在Carbon Energy，Nano Energy，Chem. Eng. J.，ACS Appl. Mater. Interfaces 等能源领域著名学术刊物上发表研究论文50余篇；获中国发明专利授权10余项。研究成果曾获得湖北省技术发明奖、自然科学奖等奖励。
陈朝尧，硕士研究生，现就读于三峡大学材料与化工学院。目前的研究方向为普鲁士蓝类钠离子电池正极材料。
