首创！90°C低温合成钠电正极！北京理工大学，最新AM！

研究概述

低温合成用于钠离子电池的聚阴离子正极材料是非常理想的，但经常受到反应时间长和结晶度不佳的困扰。

基于此，2024年10月24日，北京理工大学白莹教授/吴川教授/李雨副研究员在国际期刊Advanced Materials发表题为《Dynamic Lock-And-Release Mechanism Enables Reduced ΔG at Low Temperatures for High-Performance Polyanionic Cathode in Sodium-Ion Batteries》的研究论文。

为了解决这些挑战，研究人员提出了一种基于动态锁定和释放（DLR）机制的新型自适应配位场调节（SACFR）策略。

具体来说，尿素在合成过程中用作DLR载体，动态地“锁定”和“释放”钒离子以实现控制释放，同时“锁定”H⁺离子以增强磷酸基团的释放，从而创建一个能够智能响应反应系统实时需求的自适应配位场。

这种动态配位行为有助于提高反应动力学和显著降低吉布斯自由能变化（ΔG）。

结果表明，反应的动力学效率和热力学自发性大大提高，能够在90°C下仅需3小时即可高效合成高结晶度的Na₃V₂O₂(PO₄)₂F（NVOPF）。

所制备的NVOPF正极表现出在宽温度范围内优异的倍率性能和超稳定的循环稳定性。

此外，成功的公斤级合成突显了这一创新策略的实际潜力。

这项工作开创了聚阴离子正极合成中配位场化学的调节，为材料设计提供了变革性的见解。

图文解读

图1：合成的NVOPF材料的结构和形貌表征

图2：NVOPF正极材料的电化学性能

图3：NVOPF在充放电过程中的结构变化

文献信息

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

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