Bateri Na-ion menjanjikan dalam penyimpanan tenaga berskala besar kerana sumber bahan mentah yang banyak, kos rendah, dan keselamatan yang tinggi.
Natrium vanadium fluorofosfat (Na3(VOPO4)2F) dengan ketumpatan tenaga teori 480 Wh / Kg dianggap sebagai calon kuat di antara pelbagai bahan katod. Walau bagaimanapun, kekonduksian rendah intrinsik dan penggunaan tenaga yang tinggi semasa proses sintesis menghalang pengkomersialannya.
Penyelidik dari Institut Kejuruteraan Proses (IPE) dan Institut Fizik Akademi Sains China mengembangkan kaedah mechanochemical satu langkah untuk menyiapkan sebatian polyanionik natrium vanadium fluorofosfat dengan cepat sebagai bahan katod untuk bateri Na-ion, yang menunjukkan sangat baik menilai prestasi dan kestabilan kitaran.
Na yang disediakan3(VOPO4)2Komposit F / KB menghasilkan kapasiti pelepasan tinggi 142 mAh g-1 pada suhu 0.1C. Kapasiti tambahan yang melebihi kapasiti spesifik teori (130 mAh g-1) mendapat manfaat daripada penyimpanan cas antara muka.
Lebih-lebih lagi, kapasiti khusus 112 mAh g-1 dapat diperoleh bahkan pada suhu 20 C, yang bermaksud bateri Na-ion ini dapat diisi / habis sepenuhnya dalam tiga minit.
Kestabilan kitaran unggul komposit ini ditunjukkan oleh kestabilan kitaran ultrahigh dengan pengekalan 98% lebih daripada 10,000 kitaran.
Mikroskopi elektron transmisi resolusi tinggi mendedahkan bahawa nanokristalin Na3(VOPO4)2F kira-kira 30 nm tertanam dalam kerangka karbon, yang memudahkan pengaliran elektron dan ion Na dengan cepat.
Evolusi struktur yang boleh dibalikkan dan perubahan isipadu Na yang tidak dapat diubah3(VOPO4)2Komposit F / KB semasa pengisian / pemakaian juga ditunjukkan oleh difraksi sinar-X in situ dan 23Spektrum resonans magnetik nuklear.
“Metode ini memberikan strategi yang layak untuk meningkatkan kinerja laju dan kinerja kitaran bahan katod. Selain itu, produk skala kilogram menunjukkan kaedah mekokimia sesuai untuk bahan elektrod pengeluaran skala besar yang cepat untuk Na-ion bateri, "Kata Prof Zhao Junmei, pengarang bersama kajian ini.