钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似,且钠元素在地球的储量丰富、成本低廉,使钠离子电池在大规模储能领域具有巨大的应用前景。目前,研发高性能的正极材料是推动钠离子电池发展的关键。普鲁士蓝类似物材料(PBs)具有开放的三维骨架与多孔离子通道,允许钠离子的快速迁移,被认为是最具潜力的钠离子电池正极材料。然而,PBs内部存在的大量空位会在Na~+脱嵌过程中造成晶格扭曲与塌陷,且其结合水会与有机电解液发生副反应,从而影响材料的电化学稳定性。此外,材料的低导电性也不利于材料的高倍率性能。针对PBs材料存在的以上问题,本工作通过在沉淀环境中引入强还原性的抗坏血酸制备了具有优异循环稳定性的高结晶Na_xFe Fe(CN)_6材料,并通过金属氧化物与三维多孔导电碳网对材料进行了表面修饰改性,探索了具有高倍率性能与长循环寿命的普鲁士蓝材料的生长机制与储钠机理。具体研究及结论如下:(1)以柠檬酸三钠与抗坏血酸辅助共沉淀法成功制备了高结晶性的Na_xFe Fe(CN)_6材料。在Adavosertib研究购买加入15 g柠檬酸三钠的基础上,加入6 mmol抗坏血酸制备的Na_xFe Fe(CN)_6材料在0.2 C倍率下表现出最高的放电比容量,其首周放电比容量达到了112.70 m Ah g~(-1),循环160周后的可逆比容量仍有109.02 m Ah g~(-1),容量保持率为96.73%;加入9 mmol抗坏血酸的Na_xFe Fe(CN)_6材料在0.2 C倍率下循环160周后的容量保持率超过了100%。抗坏血酸的加入明显改获悉更多善了材料的循环稳定性,这可能是部分抗坏血酸混杂生长在晶体内genetic marker部,其强还原性抑制了部分Fe~(2+)/Fe~(3+)的电化学活性,使部分铁离子可以发挥一定的支撑作用,增强了材料在充放电过程中的结构稳定性。(2)通过湿化学法在Na_xFe Fe(CN)_6材料的表面成功包覆了不同厚度的ZnO外壳,提高了材料的电子导电性与电化学稳定性。ZnO质量占比4%的Na_xFe Fe(CN)_6@ZnO材料表现出优异的电化学性能,在1 C倍率下的首周放电比容量为105.2 m Ah g~(-1),循环300周后的容量保持率为81.10%。ZnO与Na_xFe Fe(CN)_6耦合提高了材料的导电性,激发了材料低自旋态Fe~(2+/3+)的电化学活性。ZnO包覆层还可以阻止Na_xFe Fe(CN)_6材料与电解液的直接接触,抑制材料表面副反应的发生,提高电极的电化学稳定性。此外,ZnO外壳不参与电化学反应,能起到机械支撑的作用,有效提高了电池循环寿命。(3)通过单一铁源法,将Na_xFe Fe(CN)_6颗粒原位生长在三维多孔N掺杂导电碳网(NC)的孔隙中,获得了具有高容量、长循环稳定性的Na_xFe Fe(CN)_6/NC材料。Na_xFe Fe(CN)_6/NC在0.2 C倍率下的首周放电比容量达117.02 m Ah g~(-1),400周循环后的可逆比容量为94.49 m Ah g~(-1),容量保持率为81.12%,5 C倍率下的首周放电比容量仍有80.04 m Ah g~(-1)。N掺杂导电碳网的石墨化程度较高,增强了材料的导电性;碳网的三维多孔结构能够快速传输离子与储存电解质;超薄柔性的碳骨架有效缓冲了活性物质在循环过程中的体积膨胀。