通过双功能N-化碳网络实现高性能Na3V2(PO4) 2F3的阴极材料
Chang Sun1, Lu-Lu Zhang1, Ze-Rong Deng1
1Hubei Provincial Collaborative Innovation Center for New Energy Microgrid, College of Electrical Engineering & New Energy, China Three Gorges University, Yichang 443002, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|June 25, 2024
概括
离子电池阴极面临着低导电性和损失的挑战. 本研究介绍了一种双功能N-化碳网络,以提高--酸-化物 (NVPF) 的性能,提高先进能源存储的容量和稳定性.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 离子电池 (SIB) 对电网规模的储能充满希望.
- --酸-化物 (Na3V2(PO4) 2F3,NVPF) 提供高电压和能量密度,但具有较差的导电性和杂质形成.
- 在NVPF合成过程中流的损失导致Na3V2(PO4) 3杂质,降低工作电压.
研究的目的:
- 为了提高NVPF作为SIBs的阴极材料的电化学性能.
- 为了解决NVPF的低导电性和杂质形成问题.
- 开发一种可扩展的修改策略,用于含的正极材料.
主要方法:
- 使用聚多巴胺 (PDA) 和聚四乙烯 (PTFE) 围绕NVPF粒子构建了一个双功能N-化碳网络.
- 在现场通过PDA热解实现了N-化碳涂层.
- PTFE充当源,防止杂质的形成,并有助于碳桥的形成,也涂有N-doped碳.
主要成果:
- 经过修改的NVPF在0.2°C时表现出高可逆容量125.7mAhg-1.
- 证明了卓越的循环稳定性:92.7%的保留在1C超过300个循环和89.8%在10C超过1500个循环.
- 一个带有硬碳阳极的完整电池在0.2°C时实现了3.62V的放电中位电压,具有高能量密度 (373.7 W h kg-1) 和能量保留 (200个循环后78.2%).
结论:
- 双功能N-doped碳网有效地提高了NVPF的导电性和结构稳定性.
- 使用PDA和PTFE的综合方法成功地减轻了杂质的形成,并提高了电化学性能.
- 这一策略显示了在改善其他含材料,但电导率较差的储能器件的更广泛应用的潜力.
