近日，吴兴隆教授课题组相继在《Advanced Materials》（IF = 32.086）和《Angewandte Chemie International Edition》（IF = 16.823）等国际著名学术期刊发表研究型论文，并当选封面文章。随着钠离子电池产业化进程的不断推进，对其要求也逐渐提升，不仅需要提供可观的能量密度，也能适应复杂的极端工作环境。针对这些研究热点，吴兴隆研究团队设计开发了兼顾高性能和高适应能力的钠离子电池相关材料，取得的重要研究成果有望推动钠离子电池产业化进程。

        通过引入高熵理念，设计开发的高熵氟磷酸盐（HE-NVPF）正极实现了工作电压和能量密度的提升。该高熵氟磷酸盐不仅抑制了原有低压区的相转变，而且通过提升电子电导率和降低迁移能垒，使其表现出优异的循环和倍率性能。该成果以“Advanced High-Entropy Fluorophosphate Cathode for Sodium-ion Batteries with Increased Working Voltage and Energy Density”为题，发表于材料类国际著名期刊Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.202110108），并被遴选为热点文章进行了重点介绍，第一作者为集团博士生谷振一。以高熵策略制备的HE-NVPF正极材料应用于全电池中，不仅展现出优异的倍率性能，其能量密度也明显优于目前其他正极材料。同时HE-NVPF还保持着出色的循环稳定性，在1 C下循环300次后，容量保持率仍高于90%。本此外，研究提出的高熵策略填补了固定晶格中确定活性过渡金属中心内电压不可调的空白，并印证了高熵策略对于新型正极材料开发的重要性，进一步提升高性能钠离子电池正极材料的应用潜力。

高熵氟磷酸盐钠电正极材料的相关研究成果

        进一步地，针对高性能钠离子电池的安全稳定运行，采用纤维素基隔膜（CP）与碳酸聚丙烯（PPC）浸渍固化的方法制备了纤维素基复合隔膜（CP@PPC）。在PPC的辅助下，CP@PPC隔膜能够在高电压（高达4.95 V）下稳定运行，其 “孔道-跳跃”离子迁移机制在提供额外的Na+迁移路径的同时，也以高Na+迁移数（0.613）促进了离子的高效迁移。在特定应用情景下，该隔膜仍旧能耐受折叠、弯曲和极端温度等苛刻条件，使高安全性钠离子电池有望灵活应用于下一代储能系统。相关成果以“"Pore-Hopping" Ion Transport in Cellulose-Based Separator Towards High-Performance Sodium-Ion Batteries”为题，发表于国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition（DOI: 10.1002/anie.202300258）上，并被遴选为热点文章于内封面展示，第一作者为集团博士生杨佳霖。匹配CP@PPC的全电池具有良好的倍率性能以及优异的循环性能，在2 C下循环500次后的容量保留率仍能达到96.97%。此外，以该隔膜的“孔道-跳跃”离子传输机制彰显出电解质类似物在隔膜改造中的巨大优势，推动了先进储能系统中安全耐用的合理结构设计。

基于“孔道-跳跃”离子传输机制的纤维素基钠离子电池隔膜的相关研究成果

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https://doi.org/10.1002/adma.202110108

https://doi.org/10.1002/anie.202300258