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優(yōu)越的高倍率性能和超長循環(huán)壽命一直是可充鈉離子電池（SIBs）的不懈追求。

北京航空航天大學(xué)張瑜、劉大鵬等采用一種簡便的策略成功合成了支撐在柔性碳纖維布上的多孔 Co_xP分級納米結(jié)構(gòu)（Co_xP@CFC），構(gòu)建了有序納米陣列的穩(wěn)健架構(gòu)。

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圖1. Co_xP@CFC的制備示意圖

Co_xP@CFC的合成過程包括三個步驟：即初始水熱處理得到Co(CO₃)_0.5(OH)·0.11H₂O@CFC（Co-CO@CFC) 前驅(qū)體，隨后煅燒以實現(xiàn) Co₃O₄@CFC的原位制備，以及Co₃O₄@CFC最終磷化為Co_xP@CFC。

研究發(fā)現(xiàn)，如果Co-CO@CFC前體直接磷化而不經(jīng)過煅燒，只能得到一價CoP而不是Co_xP。因此在制備過程中，利用Co₃O₄中間體制備由CoP/Co₂P組成的混合價Co_xP是一個關(guān)鍵過程。

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圖2. Co_xP@CFC的電化學(xué)性能

通過這種獨特的設(shè)計，多孔和裸露的結(jié)構(gòu)可以將電活性表面完全暴露在電解液中，這有利于超快的鈉離子存儲。此外，碳纖維布提供了相互連接的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，以確保電極材料的牢固電連接。

除了CFC固有的柔韌性外，Co_xP與CFC的分級結(jié)構(gòu)的整合以及它們之間的強大協(xié)同效應(yīng)確實有助于緩沖反復(fù)鈉化/脫鈉引起的機械應(yīng)力，從而保證整個電極的結(jié)構(gòu)完整性。因此，作為負(fù)極的Co_xP@CFC在 5.0 A/g下顯示出279 mAh/g的創(chuàng)紀(jì)錄高容量，并且在9000次循環(huán)后幾乎沒有容量衰減。

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圖3. 循環(huán)后的隔膜及電極形貌分析

In situ Fabrication of Porous CoxP Hierarchical Nanostructures on Carbon Fiber Cloth with Exceptional Performance for Sodium Storage. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202108985

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/11/d57a728106/

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