具有高能量密度的柔性獨立式正極一直是可穿戴鈉離子電池（SIBs）面臨的挑戰(zhàn)。基于此，西安大略大學(xué)/西安理工大學(xué)孫學(xué)良院士、西安理工大學(xué)李喜飛教授等人報道了通過制備Na₅V₁₂O₃₂納米帶（NVO-NBs）異質(zhì)結(jié)，提高鈉離子動力學(xué)特性來解決該問題。

優(yōu)化后的NVO-NBs異質(zhì)結(jié)具有優(yōu)異的倍率性能（在0.2 C時為213 mAh g^-1，在10 C時為100 mAh g^-1）和超長循環(huán)穩(wěn)定性（在5 C下3000次循環(huán)95.4%）。

通過DFT計算，作者研究了NVO-rGO異質(zhì)結(jié)的界面相互作用，證明了界面V的Mulliken電荷對界面V的構(gòu)建具有改善屬性。

首先，作者揭示了Na⁺在異質(zhì)界面上的擴散特性，NVO-rGO和NVO樣品的完美擴散路徑。在NVO中，路徑1和路徑2的能壘分別為0.46和0.45 eV。NVO-rGO異質(zhì)結(jié)中與V-O-C界面通路相關(guān)的擴散能壘分別為0.30和0.31 eV，遠(yuǎn)低于NVO的0.46 eV。

特別是，在NVO-rGO界面上可以形成更可行的途徑，表明擴散動力學(xué)顯著增強，Na⁺擴散路徑更快。即，Na⁺在V-O-C界面中是有利的。

能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度（DOS）表明，對比原始NVO，帶隙減小到0.01 eV。隨著V-O-C的引入，可減小帶隙，進(jìn)一步提高導(dǎo)電性。帶隙逐漸消失并轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體性質(zhì)，NVO-rGO異質(zhì)結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)通過電子轉(zhuǎn)移成功跨越費米能級，從而提高了電子導(dǎo)電性。

結(jié)果表明，NVO-rGO異質(zhì)結(jié)在提高整體電子和離子電導(dǎo)率方面具有重要意義。通過設(shè)計吸引的V-O-C界面，NVO-rGO的鈉離子吸附能遠(yuǎn)低于NVO，表明其更有利于鈉離子的吸附，提高鈉的存儲容量。

V-O-C Bonding of Heterointerface Boosting Kinetics of Free-Standing Na₅V₁₂O₃₂ Cathode for Ultralong Lifespan Sodium-Ion Batteries. Adv. Funct. Mater, 2023, DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202303211.