开发高性能基于铁的酸盐阴极,以实现实用的离子电池
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
概括
一种新的基于铁的酸盐阴极材料,Na4.5Fe3.5 ((PO4) 2.5 ((P2O7),提高了离子电池的性能. 这种材料提高了容量和能量密度,为实际应用铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 能量储存
背景情况:
- 铁基酸盐是用于离子电池 (SIB) 的低成本正极材料.
- 现有的Na4Fe3 ((PO4) 2 ((P2O7) 材料具有有限的电化学性能和能量密度.
- 这些材料的实际应用受到性能不足的阻碍.
研究的目的:
- 开发一种新的基于铁的酸盐阴极材料,具有增强的电化学特性.
- 研究交织的异构结构在改善SIB性能方面的潜力.
- 解决目前用于SIB的铁基酸盐阴极的局限性.
主要方法:
- 合成Na4.5Fe3.5 ((PO4) 2.5 ((P2O7) 与石类型的NaFePO4和形Na4Fe3 ((PO4) 2 ((P2O7) 阶段的杂交异构.
- 电化学表征包括可逆容量和能量密度测量.
- 在囊细胞中进行长期循环稳定性测试.
主要成果:
- 新的Na4.5Fe3.5 ((PO4) 2.5 ((P2O7) 复合阴极的可逆容量超过130 mA hg-1,能量密度接近400 W h kg-1.
- 这些值大大超过单相Na4Fe3(PO4) 2 ((P2O7) 阴极 (大约. 120 mA hg-1 和 350 W h kg-1) 的使用.
- 在袋式电池中,该材料在2000个周期内表现出稳定的循环性能,并实现了千克级生产.
结论:
- 与现有的铁基酸盐相比,开发的Na4.5Fe3.5 ((PO4) 2.5 ((P2O7) 材料具有更高的电化学性能.
- 交织的异构结构设计有效地提高了离子电池的容量和能量密度.
- 这项研究为离子电池中先进的铁基酸盐阴极的实际实施提供了有希望的途径.


