近年来，钠离子超导体结构的聚阴离子型Na₃V₂(PO₄)₃（NVP）因其较高的电压平台（3.4 V vs Na/Na⁺）和稳定开放的三维框架结构，引起了研究人员的广泛关注。然而，低的本征导电性和能量密度限制了它的应用发展，急需开发具备高能量密度的钠离子电池正极材料。

本文利用异价、离子半径更大且具备氧化还原活性的Si⁴⁺部分取代P⁵⁺，水热法成功制备出了Si-NVP材料，该正极材料在0.5 C和40 C下具有115.8 mAh g⁻¹和74.6 mAh g⁻¹的比容量。随后，理论计算、EIS和GITT等测试证明Si⁴⁺掺杂提高了材料的导电性和离子扩散速率，反应动力学表现更加优异；XPS和差分电荷追踪分析了Si-NVP的Si^3+/4+的氧化还原反应机制；平均电压计算和放电曲线显示Si-NVP的电压平台相较于NVP更高。最后，将其与硬碳匹配组装的全电池依旧能够展现出102.7 mAh g⁻¹的比容量，为正极材料聚阴离子型掺杂提供了一定的参考价值。

作者贡献：窦明月完成材料的制备、表征及性能评价工作；陈敬宇完成理论计算的工作

文献信息：Nanoscale, 2023,15, 3345-3350

DOI: 10.1039/d2nr06602e

原文链接：https://doi.org/10.1039/D2NR06602E