Fe/Co双掺杂MOF衍生纳米多孔碳复合木质基电极在高性能超级电容器中的应用研究

本文系统综述了钠离子电池（SIB）正极材料Na4Fe3(PO4)2(P2O7)（NFPP）的结构特性与改性策略，重点探讨了其相组成调控、反应动力学优化及软包电池（pouch cell）性能进展，为低成本、高安全性能量存储技术提供理论支撑。

　　

Highlight

NFPP因其低成本、长寿命和高安全性成为学术界与工业界焦点材料。近三年研究通过优化电化学性能和揭示反应机制推动其实际应用，但缺乏系统性综述评估其发展现状与应用成熟度。

3D开放框架结构

晶体相：NFPP属于正交晶系Pn2₁a空间群，其3D网络结构中P₂O₇基团形成Na⁺迁移大通道（图3a）。Fe-O八面体通过边/角共享连接，开放框架富含Na⁺位点，但电子电导率低（~10^?9 S cm^?1）制约性能。

NFPP关键问题

四大挑战：反应动力学迟滞、相纯度问题、空气稳定性差和振实密度低（图4）。动力学问题源于Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原反应的高能垒，而空气暴露易引发表面降解。

纯单相材料开发

引入3% Fe空位可制备纯相Na₄Fe_2.91(PO₄)₂(P₂O₇)。DFT计算显示Fe2位点缺陷可降低带隙，过量缺陷（5%）则生成NFPO杂质相。

NFPP软包电池进展

实验室级纽扣电池测试已向实用化软包电池验证迈进。当前1 Ah级软包电池能量密度达120 Wh kg^?1，但循环寿命（>2000次）和宽温域（-20~60°C）性能仍需提升。

总结与展望

需重点突破空气稳定性（通过表面包覆）和振实密度（球形颗粒设计）两大产业化瓶颈，同时探索光电转换等新兴应用场景。