Na-ионные аккумуляторы перспективны для крупномасштабного накопления энергии благодаря богатым сырьевым ресурсам, низкой стоимости и высокой безопасности.
Фторфосфат натрия ванадия (Na3(ВОПО4)2F) с теоретической плотностью энергии 480 Втч / кг считается сильным кандидатом среди различных катодных материалов. Однако присущая ему низкая проводимость и высокое потребление энергии в процессе синтеза препятствуют его коммерциализации.
Исследователи из Института технологического проектирования (IPE) и Института физики Китайской академии наук разработали одностадийный механохимический метод для быстрого получения полианионного соединения натрий-ванадийфторфосфат в качестве катодных материалов для Na-ионных аккумуляторов, которые показали отличные характеристики. оцените производительность и стабильность цикла.
Подготовленный Na3(ВОПО4)2Композит F / KB обеспечивает высокую разрядную емкость 142 мАч г-1 при 0.1 ° C. Дополнительная емкость, превышающая теоретическую удельную емкость (130 мАч г-1), выиграла от накопителя заряда на границе раздела.
Более того, удельная емкость 112 мАч г-1 может быть получена даже при 20 ° C, что означает, что этот Na-ионный аккумулятор может быть полностью заряжен / разряжен за три минуты.
Превосходная циклическая стабильность этого композита была продемонстрирована сверхвысокой циклической стабильностью с удержанием 98% в течение 10,000 XNUMX циклов.
Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения показала, что нанокристаллы Na3(ВОПО4)2F около 30 нм были внедрены в углеродный каркас, что способствовало быстрой проводимости электронов и ионов Na.
Обратимая структурная эволюция и незначительное изменение объема Na3(ВОПО4)2Композит F / KB во время зарядки / разрядки также был продемонстрирован с помощью дифракции рентгеновских лучей на месте и 23Спектр ядерного магнитного резонанса Na.
«Этот метод обеспечивает реальную стратегию для улучшения скоростных характеристик и циклических характеристик катодных материалов. Кроме того, килограммовый продукт указывает на то, что механохимический метод подходит для быстрого крупномасштабного производства электродных материалов для ионов натрия. батареи», - сказал профессор Чжао Цзюньмэй, соавтор исследования.