Doping Modification of Sodium Vanadium Fluorophosphate as Cathode Material for Sodium Ion Batteries

Fangcheng Hu; Junxian Hu; Yang Tian; Dong Wang; Tingzhuang Ma; Lipeng Wang

doi:10.7536/PC240508

Prog Chem ›› 2025, Vol. 37 ›› Issue (3) : 439-454. DOI: 10.7536/PC240508

Review

Doping Modification of Sodium Vanadium Fluorophosphate as Cathode Material for Sodium Ion Batteries

Fangcheng Hu ¹^,²^,³ ,
Junxian Hu ¹^,²^,³^,⁴ ,
Yang Tian ¹^,²^,³^,⁴ ,
Dong Wang ¹^,²^,³ ,
Tingzhuang Ma ¹^,²^,³ ,
Lipeng Wang ¹^,²^,³

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Abstract

With excellent multiplication performance， stable high and low-temperature performance， abundant sodium resources and low cost， sodium-ion batteries have good application prospects in the field of large-scale energy storage and low-speed electric vehicles. The cathode material determines the working voltage and cycling performance of sodium-ion batteries， and is the core component that directly affects the overall performance of sodium-ion batteries. Among them， Na₃V₂（PO₄）₂F₃ （NVPF） has excellent structural stability and high working potential， but slow ion diffusion and low electronic conductivity， which need to be further improved by elemental doping and other modification means. This paper has introduced the background， crystal structure and preparation method of NVPF. Has summarized in detail the modification progress of doping at different doping sites， such as sodium， vanadium， and anionic sites in NVPF materials. The mechanisms of doping in NVPF materials were analyzed， which can optimize the particle size， enhance the lattice stability， change the lattice spacing to enhance the diffusion rate of sodium ions， and increase the electronic conductivity. Based on the above， this paper summarized the preparation， doping sites and effects of NVPF materials from the perspective of subsequent research， and have also looked ahead to the future prospects of doping modification.

Contents

1 Research background

2 Structural mechanism and preparation of vanadium sodium fluorophosphate

2.1 Structural Characteristics

2.2 Preparation methods

3 Doping modification of sodium vanadium fluorophosphate at different sites

3.1 Sodium site doping

3.2 Vanadium site doping

3.3 Anion site doping

3.4 Carbon layer heteroatom doping

4 Study on the doping mechanism of sodium vanadium fluorophosphate

4.1 Suppresses particle agglomeration and optimizes particle size

4.2 Enhance structural stability

4.3 Changing the lattice spacing to enhance ion diffusion rate

4.4 Improve the electronic conductivity

5 Summary and outlook

Key words

sodium ion batteries / sodium vanadium fluorophosphate / preparation / doping sites / mechanism of action

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Fangcheng Hu , Junxian Hu , Yang Tian , et al . Doping Modification of Sodium Vanadium Fluorophosphate as Cathode Material for Sodium Ion Batteries[J]. Progress in Chemistry. 2025, 37(3): 439-454 https://doi.org/10.7536/PC240508

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