到目前為止，對聚陰離子型正極材料的研究大多集中在釩基和鐵基化合物上，鐵基聚陰離子型正極材料因具有環境友好、成本低廉、結構穩定的特點，成為學術和產業界的研究熱點。其中復合磷酸鐵鈉Na4Fe3(PO4)2P2O7（以下簡稱NFPP）循環壽命長、高低溫性能優異、熱穩定性強、成本低廉，是應用于大型儲能領域的理想正極材料，未來隨著技術和制備工藝的突破，以及儲能示范性項目的帶動，其產業化有望加速。
在鐵基聚陰離子家族中，復合磷酸鐵鈉 (NFPP)具有大隧道的開放框架，在充放電過程中體積變化小，而且理論比容量高達129mAh g-1，兼具磷酸鹽和焦磷酸鹽的優點，被認為是最有吸引力的成員。然而，NFPP 的實際應用仍處于起步階段，主要受到較差的本征電子導電性的阻礙。
復合磷酸鐵鈉特點
電化學穩定性
NFPP具有較高的結構可逆性，能夠有效抑制在電池充放電過程中發生的結構崩塌或相變，充放電過程中體積效應小于5% ，能夠在較寬的電壓范圍內穩定工作，有效減少電極材料的破裂和失效，延長電池的循環壽命。
熱穩定性
相較于其他正極材料，NFPP具有更高的熱穩定性。確保了在極端溫度條件下電池的安全性，降低了過熱引發熱失控反應的風險。
循環性能
由于其穩定的共價鍵結構（磷酸根和焦磷酸根），NFPP材料在長時間循環使用中能保持較高的容量和效率，具有優異的循環穩定性。
環境影響和成本效益
由于鈉資源豐富、分布廣泛，相較于基于稀有或有害重金屬的電池材料，NFPP的生產和應用對環境的影響較小，且在長期內可能展現出更高的成本效益。
圖：Na4Fe3(PO4)2P2O7在第一次充電和隨后的循環過程中的結構演變
合成與加工挑戰
NFPP的主要技術難點：原生電子電導率較差，大倍率性能不佳；合成過程中，很難得到純相（高純度、高結晶度和均一粒度的材料），存在惰性磷酸鐵鈉雜相，比容量有進一步提升空間；成本有待降低。
目前研究的一個重要方向是通過各種策略改善NFPP的電導率和離子擴散速率。例如，通過摻雜其他金屬元素（如錳、鈷或鎳）來提高其導電性和電化學性能。其次，表面改性或包覆碳材料可以有效降低材料的界面阻抗，從而增強其電池性能。此外，提高電子和離子傳導性能的同時保持材料的化學穩定性和結構完整性是另一個研究熱點。
碳包覆
提高NFPP材料的電子電導率可以通過碳包覆方法，碳材料容易取得，導電性能良好，包覆在聚陰離子化合物顆粒的外層，不僅可以構成優良的導電網絡，還可以分散活性材料顆粒并限制其長大，有效增大活性材料比表面積，縮短鈉離子擴散距離。同時，碳材料可以作為緩沖層，減少充放電過程中材料的體積膨脹，提高循環壽命。
圖：表面包覆形態
摻雜技術
中南大學的紀效波教授團隊提出了一種將錳摻雜到NFPP晶格(NFMPP)中的摻雜策略，以降低帶隙和 Na+ 遷移勢壘，從而實現穩健的配體框架、更好的電子傳輸和快速離子擴散。該電池具有超長的循環能力（在 50 ℃ 下循環 10000 次以上，容量保持率為 88.1%）、驚人的速率能力（在 200 ℃ 下為 42.7 mAh g-1）以及在 -40 ℃ 至 60 ℃ 的寬工作溫度范圍內良好的電化學性能。
西安理工大學李喜飛教授和王明軍教授等研究人員通過簡單的噴霧干燥-高溫煅燒法，成功合成具有快離子導體結構（NASICON）的NFPP。采用Mn/F陰陽離子共摻雜策略，有效調控Fe2+中3d電子軌道的電子自旋態和eg軌道占比，將其由原始樣品的低自旋態調節至中等自旋態，從而優化氧化和還原過程之間的結合強度。改性后的樣品，材料帶隙從1.01降至0.80 eV，電子電導率從8.54提升至24.4 μScm?1，進而達到改善材料電化學性能的目的。所制備的NFPP材料展現出優異的倍率性能（0.1C和5C放電比容量分別為121.0和104.9mAhg?1）和循環穩定性（1C循環1000圈，容量保持率88.5%），具有良好的應用前景。
圖：NFPP-Mn-F材料合成示意圖
總的來說，“取長補短”成為聚陰離子路線研發的重要方向。通過納米結構設計、微觀缺陷調控、惰相抑制技術、改性包覆技術等策略全面提升產品性能，未來NFPP的能量密度有望通過技術迭代再上新臺階。
NFPP作為一種新型的電池材料，其研究和應用前景廣闊。通過綜合性的研究和跨學科的合作，未來有望解決現有的挑戰，使其在能源存儲領域中發揮更大的作用。
