磷酸钒钠Na₃V₂（PO₄）₃具有基于V³⁺/V⁴⁺/V⁵⁺之间的多电子反应，是一种有前景的钠离子电池（SIBs）正极材料。然而，其实际应用受到本征导电性差、V⁴⁺/V⁵⁺的较大转变能垒以及逐步相变的限制。
近日，福建师范大学吴小慧副教授、赵毅研究员和西北工业大学黄维院士合作，构建了一种具有强ME─O键和高占据Na2位点的中熵材料（Na₃.₂V₁.₁Ti₀.₂Al₀.₂Cr₀.₂Mn₀.₂Ni₀.₁（PO₄）₃，简称ME-NVP），以解决磷酸钒钠的应用问题。研究通过全面的原位/非原位表征，验证ME-NVP不仅可在3.4 V（V³⁺/V⁴⁺）和4.0 V（V⁴⁺/V⁵⁺）处具有两个可逆平台，并在Na⁺插层/脱出过程中展现出无相变反应机制，呈现较小的体积变化（2%）。此外，动力学分析揭示了ME-NVP优越的Na⁺扩散能力。因此，得益于中熵效应，ME-NVP正极在超过10000次循环后仍能保持81.3%的容量，展现出出色的使用寿命。理论计算进一步说明，Na⁺在通道中的弱结合力是其快速扩散的原因，这也是其优异反应动力学的根本所在。此外，刚性的MEO₆八面体结构和Na⁺离子重排能够抑制相变，从而赋予ME-NVP正极优异的稳定性。相关研究成果发表于《Advanced Materials》上。
福建师范大学为第一完成单位，我院吴小慧副教授、硕士生江维俊为共同第一作者，吴小慧副教授为第一通讯作者，赵毅研究员和西北工业大学黄维院士为共同通讯作者。研究成果得到了国家自然科学基金和福建师范大学青年创新团队等项目的资助。
文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202414358