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摘要:
在各种类型的钠离子电池正极材料中,NaFePO4因其理论容量高(155mahg1)、成本低、结构稳定、无毒而备受关注。然而,具有海云石结构、热力学稳定相的NaFePO4被认为对钠离子储存没有电化学活性。在这项工作中,我们成功地通过机械化学途径调整了NaFePO4正极材料的无序程度,以提高钠离子电池的电化学性能。同时含有非晶态和海云母相的NaFePO4阴极在1℃时的初始容量为115mAhg1,具有良好的循环稳定性,800次循环后容量保持率为91.3%。通过近边缘x射线吸收和拉曼光谱分析,揭示了非晶态NaFePO4电极增强na存储性能的原子尺度结构来源。研究发现,共享边缘的FeO6八面体在非晶化后转变为各种FeOn多面体是获得钠离子电池优异性能的关键。
引言:
由于LiFePO4化合物在电动工具、电动汽车、太阳能装置等方面具有广泛的应用潜力,引起了能源科学家和技术人员的广泛关注。这些化合物的主要商业优势源于其热力学稳定的橄榄石结构。
尽管有大量的研究,非晶态NaFePO4作为钠离子电池的高活性阴极的结构来源仍然未被揭示。本研究采用力学化学方法制备了含海云母、非晶相和碳的多态NaFePO4复合材料作为钠离子电池正极材料。合成了不同无序度的复合材料,阐明了非晶态相与钠储存容量之间的关系。优化后的多态复合材料具有115mAhg1的贮钠能力,循环800次后容量保持率为91.3%,具有良好的循环稳定性。为了发现具有增强阴极性能的无序NaFePO4的原子起源,我们通过x射线吸收近边缘(XANE)和拉曼光谱对三种NaFePO4相(海云石相、橄榄石相和非晶相)进行了结构表征。根据表征结果,我们提出了纯非晶态NaFePO4的结构模型来解释活化的钠储存容量。
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