综述：普鲁士蓝及其类似物在金属离子电池中的研究进展与商业化进程

本综述系统探讨了普鲁士蓝及其类似物（PB/PBAs）作为金属离子电池（MIBs）正极材料的独特优势，包括其三维开放框架结构、可调化学组成及优异电化学性能。文章聚焦锂（Li+）、钠（Na+）、锌（Zn2+）等离子存储机制，提出通过缺陷工程和结构设计提升材料性能，为应对锂资源限制提供新思路。

　　

开放框架结构与储能机制

普鲁士蓝类似物（PB/PBAs）的化学通式为A_xM₁[M₂(CN)₆]_1-y·□_y·nH₂O，其三维骨架中的[M₂(CN)₆]空位和结晶水直接影响离子迁移速率。研究表明，六氰合铁酸盐（HCFs）亚类因Fe-C≡N-Fe键的刚性结构，可实现1.0-4.5 V电压平台下的70-170 mAh g^?1理论比容量。

高结晶度合成策略

共沉淀法、水热法、电化学沉积和模板法四大主流方法可调控结晶度。其中低温共沉淀法合成的PBAs缺陷率低于5%，而水热法所得产物晶格完整性更优，适用于锌离子电池（ZIBs）正极材料。

缺陷工程的主动调控

通过核壳结构设计或梯度浓度掺杂，可构建内置电场加速离子传输。例如Fe³⁺/Mn²⁺异质结将钠离子扩散系数提升至10^-9 cm² s^-1，循环寿命延长300%。

商业化应用挑战

在有机电解液中，PBAs面临界面副反应问题，而水系体系需抑制析氢反应。最新研究通过聚苯胺包覆将锌离子电池的库仑效率提升至99.8%，但规模化生产仍受制于材料均一性控制。

未来发展方向

开发多离子协同传输体系（如Na⁺/K⁺共嵌）和人工智能辅助材料筛选，将成为突破能量密度与成本瓶颈的关键。PB/PBAs在钠/锌离子电池领域的产业化进程，或为可再生能源储能提供新范式。