סוללות נא-יון מבטיחות באחסון אנרגיה בקנה מידה גדול בגלל משאבי חומרי הגלם השופעים, העלות הנמוכה והבטיחות הגבוהה.
נתרן ונדיום פלואורוספט (Na3(VOPO4)2F) עם צפיפות אנרגיה תיאורטית של 480 Wh / Kg נחשב למועמד חזק בקרב חומרי קתודה שונים. עם זאת, מוליכות נמוכה מהותית וצריכת אנרגיה גבוהה בתהליך סינתזה מפריעות למסחור שלה.
חוקרים מהמכון להנדסת תהליכים (IPE) והמכון לפיזיקה של האקדמיה הסינית למדעים פיתחו שיטה מכנו-כימית של שלב אחד להכנה מהירה של התרכובת הפוליאונית נתרן ונדיום פלואורוספט כחומרי הקתודה לסוללות Na-ion, שהציגו מצוין. קצב ביצועים ויציבות מחזור.
נא מוכנה3(VOPO4)2F / KB מרוכב סיפק יכולת פריקה גבוהה של 142 mAh g-1 ב 0.1C. הקיבולת הנוספת מעבר לקיבולת הספציפית התיאורטית (130 mAh g-1) נהנתה מאחסון הטעינה בשטח.
יתר על כן, ניתן להשיג קיבולת ספציפית של 112 מיליאמפר / שעה g-1 אפילו ב -20 צלזיוס, מה שאומר שסוללת Na-ion זו יכולה להיות טעינה / פריקה מלאה בתוך שלוש דקות.
יציבות מחזור מעולה של מרוכב זה הודגמה על ידי יציבות אופניים גבוהה במיוחד עם שמירה של 98% לאורך 10,000 מחזורים.
במיקרוסקופ אלקטרונים העברה ברזולוציה גבוהה התגלה כי הננו-גבישים של Na3(VOPO4)2F כ- 30 ננומטר הוטמעו במסגרת הפחמן, מה שהקל על הולכה מהירה של אלקטרונים ויוני Na.
התפתחות מבנית הפיכה ושינוי נפח זניח של Na3(VOPO4)2F / KB מרוכבים במהלך טעינה / פריקה הודגמו גם על ידי עקיפה רנטגן באתרו ו 23ספקטרום תהודה מגנטית גרעינית.
"השיטה מספקת אסטרטגיה אפשרית לשיפור ביצועי הקצב וביצועי המחזור של חומרי הקתודה. חוץ מזה, המוצר בקנה מידה קילוגרם מציין את השיטה המכניכימית המתאימה לחומרים אלקטרודות ייצור בקנה מידה גדול מהיר עבור Na-ion. סוללות", אמר פרופ 'ג'או ג'ונמיי, מחבר המחקר המקביל.