近日，昆明理工大学冶金与能源工程学院、真空冶金国家工程研究中心梁风教授团队在等离子体改性能源材料领域取得新进展，成功实现低温等离子体对磷酸钒钠正极片在宏观尺度和微观尺度的协同改性，并揭示了其协同改性机制。该项研究为低温等离子体多尺度改性能源材料提供了新的思路。相关成果以“Sodium vanadium phosphate electrode achieving rapid Na+ migration kinetics through DBD plasma multiscale modification”为题发表在国际能源与材料领域顶级期刊《Energy Storage Materials 》上。

钠离子电池因其丰富的资源优势以及出色的低温性能成为大规模储能的首选。在钠离子电池正极材料中，Na₃V₂(PO₄)₃（NVP）因其独特的钠超离子导体（NASICON）结构而备受关注。然而，NVP的电子导电性低以及钠离子扩散动力学差，极大地阻碍了其高倍率和长循环性能的发挥。针对上述挑战，昆明理工大学梁风教授团队提出了低温等离子体对NVP电极片多尺度协同改性的创新解决方案。在微观尺度，通过低温等离子体激发的高能电子在NVP晶体结构内部引入氧空位，从而减小了NVP晶体的带隙并降低了钠离子传输能垒；在宏观尺度，在NVP电极片界面原位形成具有较高钠离子电导率的NaF层，提高电极片界面钠离子的传输性能，并通过COMSOL模拟和DFT计算进一步揭示了其协同改性机制。该项研究为低温等离子体多尺度改性能源材料提供了新的见解。

DBD等离子体多尺度改性钠离子电池正极示意图

昆明理工大学东鹏博士为论文的第一作者，张达老师为论文的共同第一作者，昆明理工大学梁风教授为论文的通讯作者，昆明理工大学为论文的唯一通讯单位。该研究工作得到国家自然科学基金、云南省杰青、云南省重点项目的资助。

论文链接：

[1] P. Dong, D. Zhang, Y. Guo, A. Sun, F. Li, Y. Zhou, S. Hou, K. Ren, Z. Xie, Y. Wu, D. Xue, B. Yang, F. Liang, Sodium vanadium phosphate electrode achieving rapid Na+ migration kinetics through DBD plasma multiscale modification, Energy Storage Materials 81 (2025) 104555. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104555 .

（供稿：冶金与能源工程学院）