Le batterie agli ioni di sodio (SIB) hanno attirato un'ampia attenzione a causa dei vantaggi di un'abbondante fonte di sodio e del basso costo. Elettrodi con Na . più alto ⁺ la capacità di stoccaggio e la stabilità del ciclo sono vitali per migliorare la densità energetica e la capacità di velocità dei SIB.

Recentemente, Il gruppo del Prof. Li Xianfeng e l'Assoc. Il gruppo del Prof. Zheng Qiong del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS), in collaborazione con il gruppo del Prof. Tang Yongfu della Yanshan University, ha proposto un nuovo meccanismo di immagazzinamento dell'energia degli elettrodi nelle batterie agli ioni di sodio/litio.

Questo studio è stato pubblicato in Angewandte Chemie Edizione Internazionale il 14 settembre.

I ricercatori hanno progettato un composito FeP simile a un corallo con nanoparticelle FeP ancorate e disperse su una struttura di carbonio tridimensionale drogata con azoto (FeP@NC). Il composito FeP@NC simile al corallo aveva un percorso di trasferimento di carica più breve e una rete di carbonio drogato con N più conduttivo, che ha migliorato la cinetica di trasferimento di carica di questo composito.

A causa della struttura in carbonio drogato con N altamente continuo e di uno strato di carbonio grafitato ammortizzante a molla attorno alla nanoparticella FeP, il SIB con composito FeP@NC ha mostrato una prestazione ciclistica ultra stabile a 10 A g ^-1 con una ritenzione di capacità dell'82,0 percento in 10, 000 cicli.

Ma ancora più importante, hanno combinato la ricerca elettrochimica e la caratterizzazione della microscopia elettronica in situ per confermare un meccanismo unico di raffinamento delle particelle per indurre un aumento della capacità durante il ciclo, e questo effetto di potenziamento della capacità era più pronunciato sotto piccole correnti.

Hanno scoperto che le nanoparticelle di FeP hanno attraversato un processo di raffinazione-ricombinazione durante il primo ciclo e hanno presentato una tendenza di raffinazione globale dopo dozzine di cicli. Ciò ha comportato un graduale aumento del grado di grafitizzazione e della magnetizzazione dell'interfaccia, e ha inoltre fornito più siti attivi extra per Na ⁺ stoccaggio e ha contribuito ad aumentare la capacità con il ciclismo. Il fenomeno dell'aumento della capacità potrebbe estendersi anche alle batterie agli ioni di litio (LIB). Può mantenere una ritenzione di capacità del 90,3 percento per i LIB dopo 5, 000 cicli a 10 A g ^-1 .