通过Ti兴奋剂和碳涂层的共同修改,实现Na2FePO4F阴极的高速和长周期性能
Ze-Rong Deng1, Lu-Lu Zhang1, Feng Pei2
1Hubei Provincial Collaborative Innovation Center for New Energy Microgrid, College of Electrical Engineering & New Energy, China Three Gorges University, Yichang, Hubei, 443002, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|March 26, 2024
概括
这项研究通过添加 (Ti) 和碳涂层来增强离子电池的多层酸铁酸 (NFPF). 这种修改提高了导电性和离子传输,提高了电池的性能和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 分层Na2FePO4F (NFPF) 是离子电池的有前途的阴极材料,因为它具有环保性质,资源丰富,成本低廉.
- 低电子导电性和NFPF中的缓慢离子传输限制了其电化学性能和循环稳定性.
研究的目的:
- 通过提高其电子导电性和离子传输来提高NFPF的电化学性能.
- 研究 (Ti) 兴奋剂和碳涂层对NFPF属性的协同作用.
主要方法:
- Ti-doped NFPF的固态反应合成与由聚烯利 (PVP) 衍生的合规碳层涂层.
- 材料特性和电化学性能的实验性表征.
- 密度函数理论 (DFT) 计算,以了解Ti兴奋剂的机制.
主要成果:
- 兴奋剂增强了内在导电性和离子运输,创造了更多的离子储存场所.
- 碳涂层提高了表面/接口导电性,并抑制了副作用.
- 优化的5T-NF@C材料在0.2C时显示出高容量108.4 mAh g−1,在10C时显示出80.0 mAh g−1,在10C时显示出2000个循环后81.8%的保留率.
结论:
- 同时修改Ti和碳涂层有效地解决了NFPF的局限性.
- 增强的NFPF材料证明了离子电池的优异速率能力和长期循环稳定性.
- 经过修改的NFPF在组装成一个带有硬碳阳极的全细胞时显示出良好的适用性.
