実用的なナイオン電池に向けた高性能鉄基リン酸カトドの開発
Chunliu Xu1,2, Lin Zhou2, Teng Gao2
1CAS Key Laboratory of Green Process and Engineering, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China.
Journal of the American Chemical Society
|March 28, 2024
まとめ
新しい鉄基フォスファートカソッド材料であるNa4.5Fe3.5 ((PO4) 2.5 ((P2O7) は,ナトリウムイオン電池の性能を向上させます. この材料は容量とエネルギー密度を向上させ 実用的な応用への道を開きます
科学分野:
- 材料科学
- 電気化学
- エネルギー貯蔵
背景:
- 鉄基のリン酸は,ナトリウムイオン電池 (SIB) の低コストのカトド材料として有望である.
- 既存のNa4Fe3 ((PO4) 2 ((P2O7) 材料は電気化学性能とエネルギー密度が限られている.
- これらの材料の実用化は,不十分な性能によって妨げられています.
研究 の 目的:
- 電気化学的特性を持つ新しい鉄基フォスファートカトド材料を開発する.
- SIB のパフォーマンスを改善するために,相互に成長したヘテロ構造の可能性を調査する.
- SIBの現在の鉄基フォスファートカトドの限界に対処するためです.
主な方法:
- マリサイト型のNaFePO4とオルソロンビックNa4Fe3 ((PO4) 2 ((P2O7) 段階の交配したヘテロ構造を持つNa4.5Fe3.5 ((PO4) 2.5 ((P2O7)) の合成.
- リバーシブルキャパシティとエネルギー密度測定を含む電気化学的特徴付け.
- ポーチ・セルでの長期サイクル安定性試験
主要な成果:
- 新しいNa4.5Fe3.5 ((PO4) 2.5 ((P2O7) 複合カトドは,130 mA hg-1を超える可逆容量と400 W h kg-1に近いエネルギー密度を示している.
- これらの値は,単相 Na4Fe3 ((PO4) 2 ((P2O7) カトドの値 (約) を大幅に上回ります. 120 mA hg−"と350 W h kg−"である.
- この材料は,ポーチセルで3°Cで2000サイクル以上安定したサイクル性能を示し,kgレベルの生産を達成しました.
結論:
- 開発されたNa4.5Fe3.5 ((PO4) 2.5 ((P2O7)) 材料は,既存の鉄基フォスファートと比較して優れた電気化学性能を示しています.
- ナトリウムイオン電池の容量とエネルギー密度を高めるのに有効です.
- この研究は,ナトリウムイオン電池における先進的な鉄基フォスファートカトドの実用化のための有望な経路を提供します.
