电池作为电力存储系统广泛应用于电子设备和电动汽车中。从回收有价金属和减轻环境污染等角度考虑,废电极的回收至关重要。其中,将原材料闭环转化为高附加值产品是可持续发展的关键一环。

在此,安徽大学张朝峰,温州大学侴术雷,上海大学李丽等人报告了一种用于钠离子电池正极材料大规模制备的低成本、无溶剂和“零浪费”的机械化学方案。研究显示,该工艺保证了原材料的充分利用,有效减少了水的消耗,简化了操作流程。
得益于c‐NFFHCF和m‐NFS之间的协同作用,生成的复合材料展现出良好的宽温电化学性能和良好的实际应用潜力。此外,所提出的机械化学策略可以扩展到千克级水平,为普鲁士蓝类似物合成过程中副产品的增值利用提供了一种可持续的方法。

图1. 原位钠离子储存机理
总之,该工作开发了一种经济高效、无溶剂且“零浪费”的机械化学方案,能够 100% 利用原材料进行大规模制备钠离子电池正极材料。研究显示,合成的复合 NFS@Fe-PB 在 -10 至 50 °C 的宽温度范围内表现出高结晶度和稳定的电化学性能。此外,作者通过先进的原位技术揭示了 c-NFFHCF 和 m-NFS 相之间独特的协同效应。
基于此,由 NFS@Fe-PB 和 HC 组装的全电池在 200 次循环后表现出 354 mAh 的可逆容量和 80.08% 的容量保持率。因此,该工作促进了 PBA 合成副产物的可持续利用,增强了用于高度经济和实用的 SIB 的“零浪费”正极材料的设计。

图2. 基于 NFS@Fe-PB 正极和 HC 负极的全电池电化学性能
Zero‐Waste Polyanion and Prussian Blue Composites toward Practical Sodium‐Ion Batteries, Advanced Materials 2025 DOI: 10.1002/adma.202409782

张朝峰 安徽大学教授,博士生导师,安徽省杰出青年基金获得者,安徽省莱布尼兹材料科学国际联合研究中心副主任。长期从事新型先进储能器件、关键材料和技术的基础应用研究,在Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater.等国际知名期刊上发表论文 100 多篇;Adv. Funct. Mater.特刊编辑、eScience, Chin. Chem. Lett., Mater. Today Energy青年编委。