تعد بطاريات Na-ion واعدة في تخزين الطاقة على نطاق واسع بسبب موارد المواد الخام الوفيرة والتكلفة المنخفضة والسلامة العالية.
فلوروفوسفات الفاناديوم الصوديوم (Na3(فوبو4)2F) بكثافة طاقة نظرية 480 Wh / Kg كمرشح قوي بين مواد الكاثود المختلفة. ومع ذلك ، فإن الموصلية المنخفضة الجوهرية والاستهلاك العالي للطاقة أثناء عملية التوليف يعوقان تسويقها.
طور باحثون من معهد هندسة العمليات (IPE) ومعهد الفيزياء التابع للأكاديمية الصينية للعلوم طريقة كيميائية ميكانيكية من خطوة واحدة لإعداد مركب فوسفات الصوديوم متعدد الأيونات بسرعة كمواد كاثودية لبطاريات Na-ion ، والتي أظهرت ممتازة معدل الأداء واستقرار الدورة.
تم تحضير Na3(فوبو4)2قدم مركب F / KB قدرة تفريغ عالية تبلغ 142 مللي أمبير في الساعة g-1 عند 0.1 درجة مئوية. استفادت السعة الإضافية التي تتجاوز السعة المحددة النظرية (130 مللي أمبير / ساعة) من تخزين الشحن البيني.
علاوة على ذلك ، يمكن الحصول على سعة محددة تبلغ 112 مللي أمبير / ساعة حتى عند 1 درجة مئوية ، مما يعني أن بطارية Na-ion يمكن شحنها بالكامل / تفريغها في ثلاث دقائق
تم إثبات ثبات الدورة الفائق لهذا المركب من خلال ثبات ركوب الدراجات الفائق مع احتفاظ بنسبة 98 ٪ على مدى 10,000 دورة.
كشف الفحص المجهري الإلكتروني عالي الدقة أن البلورات النانوية لـ Na3(فوبو4)2تم تضمين F حوالي 30 نانومتر في إطار الكربون ، مما سهل التوصيل السريع للإلكترونات وأيونات الصوديوم.
التطور الهيكلي القابل للانعكاس وتغير حجم ضئيل من Na3(فوبو4)2تم عرض مركب F / KB أثناء الشحن / التفريغ أيضًا من خلال حيود الأشعة السينية في الموقع و 23طيف الرنين المغناطيسي النووي.
"توفر الطريقة استراتيجية مجدية لتحسين أداء المعدل وأداء الدورة لمواد الكاثود. إلى جانب ذلك ، يشير منتج مقياس الكيلوغرام إلى أن الطريقة الكيميائية الميكانيكية مناسبة لمواد قطب كهربائي سريع الإنتاج على نطاق واسع لـ Na-ion بطارياتقال البروفيسور تشاو جونمي ، مؤلف مشارك مشارك للدراسة.