相比于鋰離子電池，鈉離子電池由于鈉資源豐富、成本低廉等優(yōu)點，有望在大規(guī)模電化學儲能領域（如電動汽車、智能電網等）得到廣泛應用。在眾多的鈉離子電池正極材料中，NASICON結構的磷酸釩鈉（Na3V2(PO4)3）正極材料，由于其結構穩(wěn)定、工作電壓高、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點而倍受青睞。然而，該材料的電子電導率較低，限制了它的電化學性能。
　　針對這一問題，新加坡南洋理工大學顏清宇（Yan Qingyu）教授、Eileen Fong教授、中國科學技術大學余彥教授、安徽工業(yè)大學芮先宏教授及其研究團隊合作，通過生物化學法和冷凍干燥法設計構筑了三維多孔Na3V2(PO4)3@C/CAs和Na3V2(PO4)3@C@rGO復合正極材料，顯著提高了材料的導電性以及電化學特性。Na3V2(PO4)3@C/CAs是由納米纖維相互交織而構成的三維多孔泡沫結構，且每根納米纖維鑲嵌著許多碳包覆的Na3V2(PO4)3顆粒（100-200 nm）。三維多孔Na3V2(PO4)3@C@rGO復合材料的特征是50-200 nm碳包覆（厚度約5 nm）的Na3V2(PO4)3顆粒均勻嵌入在石墨烯基體中。這兩種獨特的三維多孔結構不僅為鈉離子和電子的存儲、傳輸提供了有效的空間和路徑，還可以有效地抑制電極材料充放電過程中的體積變化、防止其團聚，最終減少了電極材料極化和電池內阻，最終可以大大提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能。例如，電化學性能測試表明：Na3V2(PO4)3@C@rGO復合材料在低倍率下的可逆容量接近其理論容量（118 mA h g-1）且在循環(huán)過程中幾乎沒有容量衰減；在大倍率100 C下，可逆容量仍然能夠達到86 mA h g-1且經過10000次循環(huán)之后維持在55 mA h g-1左右。相關結果發(fā)表在ACS Nano（DOI: 10.1021/acsnano.5b00932）和Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.201502864）上。
　　三維多孔結構磷酸釩鈉表現(xiàn)出的長循環(huán)壽命和快速充放電性能，具有廣泛的應用前景。該工作也為今后高性能鈉離子電池電極材料的設計構筑提供了一種新的思路。