고성능 나트륨 이온 전지(SIB)의 발전을 위해서는 구조적 견고성과 장기 전기화학적 안정성을 모두 갖춘 양극(캐소드) 소재가 필요하다. NASICON형 골격을 갖는 Na3V2(PO4)3(NVP)는 유망한 후보이지만, 본질적으로 낮은 전자 전도성이 완전한 용량 활용을 제한한다. 본 연구에서는 아가로오스를 탄소원으로 사용하여 고상 반응을 통해 탄소 코팅 및 Cu 치환 Na3V2(PO4)3(NVCP) 복합체를 합성하였다. 구조 및 형태 분석 결과, 결정 구조를 교란하지 않으면서 Cu2+ 이온이 능면체(로도헤드랄) 격자에 성공적으로 도입되었고, 균일한 전도성 탄소 층이 형성되었음이 확인되었다. Cu2+ 치환은 탄소의 무질서도를 증가시키고 V3+의 부분적 산화를 V4+로 유도하여 전자 전도성을 향상시키는 데 기여하였다. 그 결과, NVCP는 0.5 C에서 500 사이클 후 초기 용량의 99% 이상을 유지하는 우수한 장기 사이클링 성능을 나타내었다. 또한 전극은 20 C에서 사이클링 후 97.98%의 용량 회복을 보였고, 더 낮은 전류 밀도로 복귀하였을 때도 뛰어난 고율 성능을 보였다. 이러한 결과는 Cu 치환과 탄소 코팅이 상호 시너지로 구조적 건전성과 Na+ 수송을 동시에 향상시켜, 차세대 SIB를 위한 고성능 양극을 설계하는 효과적인 접근법을 제시함을 보여준다.

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