钠离子电池因其近乎取之不尽用之不竭的钠资源，被认为是大型储能装置的最优解决方案之一。然而，钠离子电池目前仍存在能量密度较和循环寿命有限等缺陷，严重限制了其在工业中的大规模应用。钠离子电池的性能较大程度上取决于正极材料的优劣。在众多钠电正极材料中，Na2Fe2(SO4)3作为一种优异的低成本铁基正极材料，具有电压高（3.8 V）、结构稳定、热稳定性好以及理论比容量大（121 mAh g-1）等优点，近年来引起广大科学工作者的广泛重视。不过遗憾的是，聚阴离子型Na2Fe2(SO4)3材料用作钠电正极时，通常存在循环稳定性差、能量密度不高等缺点。
(a) Na2Fe2(SO4)3@C@GO的合成示意图；(b) 同步辐射XRD精修结果及示意图
这种氧化石墨烯紧密包裹的聚阴离子型NFS@C@GO复合材料用作钠电正极时，呈现高达3.8 V的可逆充放电平台、400Wh/Kg的能量密度及约90%理论值的储钠容量。GITT测试表明Na+的表观扩散系数达10-11 cm2 s-1，使NFS@C@GO正极呈现优异的倍率和长循环性能。例如，在0.2C及5C电流密度下，循环800圈后容量保持率仍有90%及80%。更重要的是，原位XRD和PPMS测试证实，NFS@C@GO正极材料具有C2/c 空间群，高达3.8V的可逆充放电电压主要由共边的 [Fe2O10] 二聚体结构提供，且电负性高的硫元素将铁元素限制在高自旋状态，同时c轴方向的钠离子通道方便钠原子快速的扩散。结合量化计算表明，NFS@C@GO正极材料的晶格在首圈循环中会发生轻微的畸变，存在先前认为不能脱出的钠原子深度脱嵌的可能，这不但为进一步提升钠离子电池的能量密度开辟了新的途径，而且将大大加快低成本、长寿命、高比能钠离子电池的实用化进程。
