连续流合成纳米结构Na₄Fe₃(PO₄) ₂P₂O₇阴极具有优越的速度能力,用于快速充电的离子电池

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
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 目前用于快充电池的纳米结构铁酸盐 (NFPP) 的合成使用批量反应器,限制了可扩展性和可重复性.
• 这些限制阻碍了NFPP在储能设备中的广泛应用.

研究的目的:

• 开发用于可扩展和可控制的NFPP纳米结构合成的连续流量毫流体设备.
• 为了优化反应条件,提高电化学性能和高吞吐量.

主要方法:

• 设计和实施两个版本的连续流量毫流体反应器 (螺旋线圈和饼线圈).
• 在高沸溶剂中合成NFPP纳米结构.
• 对NFPP阴极和全电池进行电化学测试.

主要成果:

• 在螺旋线圈反应器中进行了8分钟的反应,产生了具有最佳性能的NFPP/C-8阴极 (89.6 mAh g-1,在20°C的2000个循环中保持88.5%).
• 一个优化的饼卷轴反应堆实现了116.8g h-1的吞吐量,比批量方法增加了46倍,产生了120g的NFPP-LS.
• 一个带有NFPP-LS阴极和硬碳阳极的全电池显示了70.7 mAh g-1的可逆容量,在20°C的200个循环后保持77.5%的容量.

结论:

• 连续流量毫流体合成为生产高性能NFPP阴极材料提供了可扩展,可控制和高效的途径.
• 开发的方法显著提高了吞吐量,克服了批处理的局限性,为先进电池的实际应用铺平了道路.