DOI: 10.1002/aenm.202100287
對低成本、安全儲能系統日益增長的需求激發了世界范圍內對實際“超鋰離子”電池先進正極的極大興趣。在此，研究者通過簡單的靜電紡絲/退火工藝構建了原位涂覆碳納米殼的一維Mo摻雜Na3V2（PO4）3納米線（MNVP@C NWs），并將其用作下一代鈉離子電池（NIBs）和混合Li/Na電池（HLNIBs）的高倍率正極材料。特別是，通過綜合表征揭示了MNVP@C NWs在HLNIBs中的固有混合鋰/鈉離子存儲機制。得益于其獨特的結構/組成優勢，所得的MNVP@C NWs在-25至55℃的工作溫度范圍內顯示出快速的電子/離子傳輸和嚴格的結構容限。更具競爭力的是，MNVP@C NWs組裝袋式NIBs（-15至25℃）和HLNIBs（-25至55℃）在高倍率性能和長循環壽命方面均表現出顯著的寬耐溫電化學性能，在25℃下的材料級能量密度分別約為262.4和186.1Wh/kg。總之，本研究對未來先進高能/大功率可充電電池多功能正極的設計具有積極的指導意義。
圖1.a）MNVP@C NWs的合成過程示意圖，b）XRD圖譜和Rietveld細化曲線，c）晶體學框架。d，e）高分辨率V2p和Mo3d XPS光譜，f）拉曼光譜，以及g）FT-IR光譜。
圖2.a-c）FESEM圖像，d-f）TEM圖像，g-j）HRTEM圖像，k）STEM和l）相應元素（Na，V，P，Mo和C）EDX映射圖像，m）STEM圖像，以及n）從圖（m和o）中采集的合成五點的Mo和V的相應EELS光譜。通過EELS線掃描，沿圖（m）中的黃色箭頭方向記錄Mo和V的成分分布。圖（b，c，e-j）中的圖像是所示標記矩形區域的放大視圖。
圖3.H-NIBs（25℃）的電化學評估：a）CV曲線，b）初始充電/放電曲線（0.1C），c）在所示的各種速率下的典型充電/放電圖，d）倍率性能，e）分別在1和5C下的充電/放電循環性能。F-NIBs的電化學評估：f）電池示意圖，g）F-NIBs的初始充電/放電曲線（0.1C），以及在25℃下presodiated HC與金屬鈉的充放電曲線（0.1C），h）MNVP@C NWs和presodiated HC的微分容量與電壓的關系圖，i，j）在25和0℃下，當恒定充/放電倍率范圍在0.5-100C時的充/放電曲線，（k）在-15、0和25℃下的倍率性能，l）在所示的各種工作溫度下進行長期循環穩定性測試。m）由袋型F-NIBs點亮LED燈泡串的數碼照片。
圖4.在25℃下，當電位范圍為2.5-4.6V（vs Li/Li+）時H-HLNIBs的電化學評估。a）初始三個CV曲線（0.1mV/s），b）在所示的各種掃描速率下的CV曲線，以及c）峰值電流（Ip）和掃描速率平方根（v1/2）之間的對應關系，d）初始三個充電/放電曲線（0.1C），e）數碼照片以說明電壓平臺的特定值，f）典型的充電/放電曲線和g）在所示的各種速率下的對應倍率性能，h）在所示的各種容量下的典型充電/放電電壓曲線。i）在不同速率下比較BNVP@C、NVP@C NWs和MNVP@C NWs的電壓間隙，j）在10C下進行不同循環的相應充電/放電曲線。
圖5.a）第100、300和500次循環的奈奎斯特圖和擬合線，以及b）H-HLNIBs的低頻區域中Z'與ω-1/2的相應線性擬合。c，d）第100、300和500次循環的充電（紅色）和放電（藍色）過程（1C）的GITT曲線，以及H-HLNIBs對應的DH值（如插圖所示）。
圖6.a）H-HLNIBs在2.5-4.6V下的電壓-容量曲線，以及b）在不同充電（C）和放電（D）狀態下的相應非原位XRD演化。c）Na/Li摩爾比，d）Li1s的XPS光譜，e，f）在S0至S6的電化學狀態下收集的H-HLNIBs的XRD圖譜。g）在充電/放電過程中，Na和Li離子脫嵌/嵌入MNVP@C NWs中的示意圖。
圖7.袋式F-HLNIBs在25和55℃下的電化學評估。a）組裝F-HNLIBs的示意圖，b）在25℃下，當電壓為1.0-3.1V時的初始充放電曲線（0.1C），c）MNVP@C NWs和LTO的差分容量與電壓的關系曲線，在d）25和e）55℃下的長期循環穩定性（充電1C/放電5C），f）在25℃下從第10到第3000，或在55℃下從第10到第2600的不同循環的典型充放電曲線，g）當溫度分別為25和55℃，充放電倍率為0.2-50C時的典型充放電曲線，h）由F-HLNIBs驅動的帶有LED發光字樣的旋轉微型風扇的數碼照片。
圖8.F-HLNIBs在-25至10℃工作溫度范圍內的電化學評估。a）在所示的不同溫度下的初始充電/放電曲線（0.1C），b）在各種溫度下的容量保持率（25℃時的容量為100％），c）-25℃時的循環性能（0.5C）和相應的充電/放電圖（插圖），d）在-10至10℃之間的不同溫度下的長期循環穩定性（充電1C/放電2C），以及在e）10，f）0和g）-10℃下進行不同循環的相應充電/放電圖。
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