Les batteries Na-ion sont prometteuses dans le stockage d'énergie à grande échelle en raison de l'abondance des ressources en matières premières, de leur faible coût et de leur sécurité élevée.
Fluorophosphate de sodium et de vanadium (Na3(VOPO4)2F) avec une densité d'énergie théorique de 480 Wh/Kg est considéré comme un candidat solide parmi divers matériaux de cathode. Cependant, la faible conductivité intrinsèque et la consommation d'énergie élevée pendant le processus de synthèse entravent sa commercialisation.
Des chercheurs de l'Institut de génie des procédés (IPE) et de l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences ont mis au point une méthode mécanochimique en une étape pour préparer rapidement le composé polyanionique de fluorophosphate de sodium et de vanadium en tant que matériaux de cathode pour les batteries Na-ion, qui présentaient une excellente taux de performance et stabilité du cycle.
Le Na préparé3(VOPO4)2Le composite F / KB a fourni une capacité de décharge élevée de 142 mAh g-1 à 0.1 ° C. La capacité supplémentaire au-delà de la capacité spécifique théorique (130 mAh g-1) a bénéficié du stockage de charge interfaciale.
De plus, une capacité spécifique de 112 mAh g-1 peut être obtenue même à 20 C, ce qui signifie que cette batterie Na-ion pourrait être complètement chargée/déchargée en trois minutes.
La stabilité de cycle supérieure de ce composite a été démontrée par une stabilité de cyclage ultra-élevée avec une rétention de 98% sur 10,000 XNUMX cycles.
La microscopie électronique en transmission à haute résolution a révélé que les nanocristallins de Na3(VOPO4)2F environ 30 nm ont été noyés dans la charpente de carbone, ce qui a facilité la conduction rapide des électrons et des ions Na.
L'évolution structurelle réversible et le changement de volume négligeable de Na3(VOPO4)2Les composites F/KB pendant la charge/décharge ont également été démontrés par diffraction des rayons X in situ et 23Spectre de résonance magnétique nucléaire Na.
« La méthode fournit une stratégie réalisable pour améliorer les performances de débit et les performances de cycle des matériaux cathodiques. En outre, le produit à l'échelle du kilogramme indique que la méthode mécanochimique convient aux matériaux d'électrode de production rapide à grande échelle pour l'ion Na. Batteries», A déclaré le professeur Zhao Junmei, co-auteur de l'étude.