Na4Fe3(PO4)2(P2O7)/活性炭电极协同机制：实现机械特性与循环稳定性的双向提升

这篇研究通过系统比较活性炭（AC）修饰的Na4Fe3(PO4)2(P2O7)（NFPP）电极与原始NFPP电极的机械与电化学性能，揭示了AC通过增强涂层内聚力、集流体界面粘附力及形成碳骨架网络（PVDF-AC稳定界面），显著提升钠离子电池（SIB）电极的延展性和循环稳定性（100次循环容量保持率99.59%），为电极结构设计提供了双效优化策略。

　　

Highlight

本研究通过物理混合法制备Na₄Fe₃(PO₄)₂(P₂O₇)@活性炭（NFPP@AC）复合电极，探究AC对钠离子电池（SIB）阴极性能的协同增强机制。

Electrode preparations

材料制备

NFPP购自广东Canrd新能源技术有限公司，AC（21RAC-3）取自回收电极材料（前期研究已报道），PVDF购自上海阿拉丁生化科技公司。NFPP@AC通过物理混合法制备，所有组分在真空干燥箱中120°C预处理10小时以去除水分干扰。

Characterization of composite materials

复合材料表征

XRD分析显示，NFPP@AC复合物保留了NFPP的晶体结构特征峰（图1a），仅峰强存在差异，表明AC掺杂未改变材料相纯度。

Conclusion

结论

NFPP@AC电极在纳米压痕和拉伸测试中表现出优异延展性，180°剥离实验证实AC显著提升涂层-集流体界面粘附力。分子动力学（MD）模拟揭示PVDF分子链优先与AC结合，形成稳定的碳骨架网络，从而在循环中维持电极结构完整性（100次循环容量保持率99.59%）。本研究为SIB电极的机械-电化学协同设计提供了新思路。

（注：翻译部分省略了文献引用标识和图示标识，并采用生命科学领域专业表述，如“PVDF粘结剂”“碳骨架网络”等术语，同时保留原文上下标格式如Na₄Fe₃(PO₄)₂。）