钠离子电池相较于锂离子电池，因具备众多优势而获得国际学术界的广泛关注。阳极材料是影响钠离子电池电化学性能的关键参数之一。目前，钠离子电池的阳极材料主要包括普鲁士蓝白、层状氧化物以及聚阴离子化合物等。其中，普鲁士蓝白和层状氧化物因其卓越的性能而成为工业应用中的优选材料。然而，普鲁士蓝白的结构稳定性较差，而层状氧化物的成本优势不显，这些因素限制了其广泛应用。因此，开发具有高钠离子扩散系数的阳极材料对于钠离子电池的性能提升至关重要。钒基材料由于其多价性和高容量特性，已在钠离子电池的阳极材料领域受到了密切关注。这些材料不仅显示出高钠离子扩散系数，而且钒资源丰富，对环境影响较小。

图1 合成SrV₄O₉及SrV₄O₉@rGO复合材料的原理图

在本项工作中，我们研究了SrV₄O₉材料的Na⁺储存性能，为了增强SrV₄O₉材料的电导率，设计了一种微形花状结构，随后引入还原氧化石墨烯（rGO）作为支撑体以支持SrV₄O₉微花，其具体合成原理如图1所示。微形花状结构有效地减少了电子扩散距离，从而增强了SrV₄O₉材料的电导率。此外，rGO显示出优异的柔韧性和电导率，有效地改善了SrV₄O₉复合材料的循环寿命和倍率性能。SrV₄O₉@rGO复合材料在0.2 A/g的初始可逆容量高达284.4 mAh/g，并在200个循环后保持了273.4 mAh/g的稳定容量，超高的容量保持率为96.1%。在0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0和10.0 A g−1的电流密度下，SrV₄O₉@rGO电极的比容量分别保持在287.1、268.5、250.4、228.7、209.6、168.2和120.4 mAh/g，显示出优异的倍率性能，其电化学性能如图2所示，表明SrV₄O₉@rGO复合材料可以成为钠离子电池的理想阳极材料。

图2 SrV₄O₉和SrV₄O₉@rGO复合的电化学性能图

该工作以“Reduced Graphene Oxide-Supported SrV₄O₉ Microflowers with Enhanced Electrochemical Performance for Sodium-Ion Batteries”为题目，发表于中科院SCI二区学术期刊（Molecules，2024, 29, 2704）。论文第一作者为刘广明博士，论文第二作者为数理学院2022级研究生李一帆，侯纪伟副教授为论文通讯作者。该工作得到浙江省柔性电子重点实验室开放课题项目支持。

论文链接：https://doi.org/10.3390/molecules29112704

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