单层VOPO₄负极材料

扩散能垒降低近13倍

与块体相比，单层结构使钠离子迁移能垒从1.006 eV骤降至0.0795 eV，动力学性能得到数量级提升。

Wu, Jinggao · Cuirong, Deng · Chanyu, Zhong · 黄晶

Chemical Physics 2024

具体参数

理论容量

{'zh': '634.88', 'en': '634.88'} mA h g⁻¹

能量密度

{'zh': '895.18', 'en': '895.18'} Wh kg⁻¹

钠离子迁移能垒

{'zh': '0.0795', 'en': '0.0795'} eV

最大钠吸附数

{'zh': '32', 'en': '32'}

技术优势

扩散能垒降13倍

单层结构使钠迁移能垒从块体的1.006 eV降至0.0795 eV，离子输运动力学大幅提升。

容量远超石墨

可吸附32个钠离子，理论容量634.88 mAh g⁻¹，是传统石墨负极（~372 mAh g⁻¹）的近两倍。

结构稳不易衰

单层VOPO₄在充放电过程中保持优异的结构稳定性，有利于长循环寿命。

应用场景

• 钠离子电池负极：以超高比容量和极低扩散能垒替代硬碳等传统负极，提升钠电能量与快充性能。
• 高比能储能：能量密度895 Wh kg⁻¹，适合对重量敏感的场景如电动飞行器、便携储能。
• 快充电池：迁移能垒仅0.0795 eV，有望实现分钟级快充而不过度牺牲能量密度。