Small Methods：顯著提高NaFe26的鈉離子動力學通過與石墨烯形成化學鍵

電化學儲能器件對當今社會具有重要作用。現今主要商業化的為鋰離子電池，而作為與鋰離子電池具有類似原理和結構的鈉離子電池因為鈉的高丰度和低成本使得它的應用前景將比鋰離子電池更加廣闊。作為儲能電池，要求其具備以下特性：較長的循環壽命，高的能量密度（需要高的輸出電量及電壓）和高的功率密度。但對於電動汽車應用的話，除較長的循環壽命外，較高的功率密度也是其重要的指標之一，因為電動汽車加速時對電池的快速充放電有一定的要求。然而其應用主要受限於鈉離子較大的離子尺寸和缺乏高性能正極材料導致的低功率密度和較差的循環性能。隨著科技的發展，許多種高性能鈉離子電池正極材料已經被開發出來。例如， Na3V2(PO4)3, NaV3O8, NaCrO2 都能表現出較好的循環性能，在循環200周後，仍保持約90%的首周容量。但是，這些材料都含有些不太環保的元素（V， Cr）。之前，相關團隊報道了富鈉的NaFe2(CN)6, 發現其循環性能很優異（400周後的容量保持率為97%），而且這種材料具有價格低廉，環保等特點。但是，其倍率性能不是太理想。因此，本文為改善NaFe2(CN)6的倍率性能做了相關工作。

伍倫貢大學的侴術雷教授和韓國東國大學的Yong-Mook Kang合作，利用鐵氰化鈉的特性，研發了一種簡單易行且不用任何外加還原劑的方法製備具有化學鍵結合的NaFe2(CN)6/石墨烯複合物。Na4Fe(CN)6在酸性環境下可以分解出Fe2+，Fe2+通過靜電作用可以吸附在氧化石墨烯表面，且具有較低的還原電位的Fe2+可以還原氧化石墨烯而自身被氧化成Fe3+。Fe3+繼續與未分解的Na4Fe(CN)6生產NaFe2(CN)6, 從而得到NaFe2(CN)6/石墨烯複合物。這個過程中NaFe2(CN)6與石墨烯之間形成了Fe-O-C化學鍵，使得其在室溫下表現出優異的倍率性能，在10C, 20C和50C的倍率下，NaFe2(CN)6/石墨烯複合物分別輸出78.1， 68.9和46.0 mAh/g的容量。而且，其循環性能也很優異，循環600周後，仍剩餘約90%的初始容量。

本工作發表在Wiley旗下的旗艦期刊Small Methods（DOI:10.1002/smtd.201700346）上，第一作者為澳大利亞伍倫貢大學的李維傑博士, 通訊作者為伍倫貢大學的侴術雷教授和韓國東國大學的Yong-Mook Kang。

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