中國粉體網(wǎng)訊  近日,，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儲(chǔ)能技術(shù)研究部研究員李先鋒、張華民,、副研究員鄭瓊帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì),，在鈉離子電池聚陰離子型正極材料研究方面取得新進(jìn)展,，研究成果在線發(fā)表于《美國化學(xué)會(huì)能源快報(bào)》（ACS Energy Letters）上。

鈉離子電池具有資源豐富,、低成本、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn),，在電動(dòng)自行車、低速電動(dòng)車,、分布式儲(chǔ)能,、大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景,。鈉離子電池與鋰離子電池工作原理相似，正極材料決定鈉離子電池能量密度,。聚陰離子型化合物具有較高電壓、較高理論比容量,、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),，成為鈉離子電池正極材料的優(yōu)選之一,。然而，聚陰離子型化合物的電子電導(dǎo)率低,，限制了電池的比容量和倍率性能。因此,，進(jìn)一步提高其倍率性能,、優(yōu)化全電池性能,，以及進(jìn)一步降低材料制備成本,、實(shí)現(xiàn)材料規(guī)模化制備，是急需攻破的難題,。針對(duì)此，該團(tuán)隊(duì)近年來在鈉離子電池聚陰離子型正極材料的結(jié)構(gòu)基元調(diào)控,、鈉脫嵌機(jī)制,、碳復(fù)合制備,、全電池及軟包電池構(gòu)建等方面展開了系列研究，實(shí)現(xiàn)了高性能三氟磷酸釩鈉Na₃V₂(PO₄)₂F₃（Nano Energy, 2018,；J. Mater. Chem. A, 2017）、氟磷酸釩鈉NaVPO4F（J. Mater. Chem. A, 2018）,、磷酸釩鈉Na3V2(PO4)3（J. Mater. Chem. A, 2018,；J. Mater. Chem. A, 2016）等釩基聚陰離子型化合物的高效合成及應(yīng)用,。

三氟磷酸釩鈉具有由[V₂O₈F₃]雙八面體與[PO₄]四面體間隔性的聯(lián)結(jié)形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有利于Na⁺的快速嵌入和脫出,。其理論能量密度為500Wh/kg,，與LiFePO₄在鋰離子電池中的能量密度相當(dāng)（550Wh/kg）,，近年來備受關(guān)注,。在前期研究工作基礎(chǔ)上,，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種低溫溶劑熱-球磨制備方法，實(shí)現(xiàn)了高電導(dǎo)性碳包覆氟磷酸釩鈉（Na₃V₂(PO₄)₂F₃）的綠色經(jīng)濟(jì)合成,。研究發(fā)現(xiàn)低溫溶劑熱過程中溶劑種類和pH值對(duì)Na₃V₂(PO₄)₂F₃形貌和產(chǎn)物純度起到關(guān)鍵作用。在乙醇和水共混溶劑的酸性環(huán)境中,，晶體具有很高的表面能,，可以獲得高純度且高產(chǎn)率的Na₃V₂(PO₄)₂F₃。與科琴黑（KB）短時(shí)間（1h）球磨之后,，Na₃V₂(PO₄)₂F₃表面均勻包覆了一層高度石墨化的KB，有效提高了其離子擴(kuò)散和電子傳導(dǎo)能力,。由Na₃V₂(PO₄)₂F₃組裝的鈉離子電池在0.5C的電流下具有138mAh/g的高比容量，在40C的大電流下其容量仍能維持122mAh/g,。該低溫溶劑熱-球磨方法將為低成本,、高性能鈉離子電池技術(shù)的實(shí)用化提供一種新的策略,。

上述研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的資助。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/江岸）

注：圖片非商業(yè)用途,，如侵權(quán)告知?jiǎng)h除