Pin Na-ion có triển vọng trong việc lưu trữ năng lượng quy mô lớn do có nguồn nguyên liệu thô dồi dào, chi phí thấp và độ an toàn cao.
Natri vanadi fluorophosphat (Na3(VOPO4)2F) với mật độ năng lượng lý thuyết là 480 Wh / Kg được coi là một ứng cử viên nặng ký trong số các vật liệu catốt khác nhau. Tuy nhiên, độ dẫn điện nội tại thấp và mức tiêu thụ năng lượng cao trong quá trình tổng hợp đã cản trở việc thương mại hóa nó.
Các nhà nghiên cứu từ Viện Kỹ thuật Quy trình (IPE) và Viện Vật lý thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc đã phát triển phương pháp cơ học một bước để điều chế nhanh chóng hợp chất polyanionic natri vanadi fluorophosphate làm vật liệu catốt cho pin Na-ion. hiệu suất tốc độ và độ ổn định chu kỳ.
Na đã chuẩn bị3(VOPO4)2F / KB composite cung cấp dung lượng phóng điện cao là 142 mAh g-1 ở 0.1C. Dung lượng bổ sung ngoài dung lượng cụ thể trên lý thuyết (130 mAh g-1) được hưởng lợi từ bộ lưu trữ phí giao tiếp.
Hơn nữa, dung lượng cụ thể là 112 mAh g-1 có thể đạt được ngay cả ở 20 C, có nghĩa là pin Na-ion này có thể được sạc đầy / xả trong ba phút.
Tính ổn định chu kỳ vượt trội của composite này đã được chứng minh bằng độ ổn định chu kỳ siêu cao với 98% duy trì trên 10,000 chu kỳ.
Kính hiển vi điện tử truyền qua có độ phân giải cao cho thấy các tinh thể nano của Na3(VOPO4)2F khoảng 30 nm được nhúng vào khung carbon, tạo điều kiện cho sự dẫn điện nhanh chóng của các điện tử và ion Na.
Sự tiến hóa cấu trúc thuận nghịch và sự thay đổi khối lượng không đáng kể của Na3(VOPO4)2Tổng hợp F / KB trong quá trình sạc / xả cũng được chứng minh bằng nhiễu xạ tia X tại chỗ và 23Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Na.
“Phương pháp này cung cấp một chiến lược khả thi để cải thiện hiệu suất tốc độ và hiệu suất chu trình của vật liệu catốt. Bên cạnh đó, sản phẩm có quy mô kilôgam chỉ ra phương pháp cơ khí hóa phù hợp với vật liệu điện cực sản xuất quy mô lớn nhanh chóng cho Na-ion pin, ”GS Zhao Junmei, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết.