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研究概述

低溫合成用于鈉離子電池的聚陰離子正極材料是非常理想的，但經(jīng)常受到反應(yīng)時(shí)間長和結(jié)晶度不佳的困擾。

基于此，2024年10月24日，北京理工大學(xué)白瑩教授/吳川教授/李雨副研究員在國際期刊Advanced Materials發(fā)表題為《Dynamic Lock-And-Release Mechanism Enables Reduced ΔG at Low Temperatures for High-Performance Polyanionic Cathode in Sodium-Ion Batteries》的研究論文。

為了解決這些挑戰(zhàn)，研究人員提出了一種基于動態(tài)鎖定和釋放（DLR）機(jī)制的新型自適應(yīng)配位場調(diào)節(jié)（SACFR）策略。

具體來說，尿素在合成過程中用作DLR載體，動態(tài)地“鎖定”和“釋放”釩離子以實(shí)現(xiàn)控制釋放，同時(shí)“鎖定”H⁺離子以增強(qiáng)磷酸基團(tuán)的釋放，從而創(chuàng)建一個能夠智能響應(yīng)反應(yīng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)需求的自適應(yīng)配位場。

這種動態(tài)配位行為有助于提高反應(yīng)動力學(xué)和顯著降低吉布斯自由能變化（ΔG）。

結(jié)果表明，反應(yīng)的動力學(xué)效率和熱力學(xué)自發(fā)性大大提高，能夠在90°C下僅需3小時(shí)即可高效合成高結(jié)晶度的Na₃V₂O₂(PO₄)₂F（NVOPF）。

所制備的NVOPF正極表現(xiàn)出在寬溫度范圍內(nèi)優(yōu)異的倍率性能和超穩(wěn)定的循環(huán)穩(wěn)定性。

此外，成功的公斤級合成突顯了這一創(chuàng)新策略的實(shí)際潛力。

這項(xiàng)工作開創(chuàng)了聚陰離子正極合成中配位場化學(xué)的調(diào)節(jié)，為材料設(shè)計(jì)提供了變革性的見解。

圖文解讀

圖1：合成的NVOPF材料的結(jié)構(gòu)和形貌表征

圖2：NVOPF正極材料的電化學(xué)性能

圖3：NVOPF在充放電過程中的結(jié)構(gòu)變化

文獻(xiàn)信息

Dynamic Lock-And-Release Mechanism Enables Reduced ΔG at Low Temperatures for High-Performance Polyanionic Cathode in Sodium-Ion Batteries,?Advanced Materials,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2024/10/28/d2a0da9fce/

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