钠离子电池具有低成本、长寿命和高安全性等突出优势,有望在大规模储能电站领域得到初步应用。以下是一些钠离子电池高电压磷酸盐正极材料的研究进展:
氟磷酸钒钠:这类材料的合成工艺存在产物不纯、能耗高等问题。为此,有研究团队创新性地筛选并引入具有特定基团的添加剂,在低温液相体系里首次实现了兼具高结晶度和高性能的氟磷酸钒钠正极材料的可控快速制备。该制备流程仅需数小时,且无需后续陈化处理和高温烧结步骤。这一制备技术先进且经济高效,添加剂来源广泛且价格低廉,显著降低了材料制备成本和设备能耗。
高熵氟磷酸盐:有研究团队提出晶格高熵化设计理念,开发了高熵氟磷酸盐正极材料,实现了工作电压和能量密度的提升。该高熵氟磷酸盐不仅抑制了原有低压区的相变反应,还提升电子电导率、降低迁移能垒,使其表现出优异的循环稳定性和倍率性能。研究提出的高熵策略填补了固定晶格中活性过渡金属中心电压不可调的空白,印证了高熵策略对于设计新型正极材料的重要性,为开发下一代先进电极材料提供了新的思路。
异质复合磷酸盐:针对聚阴离子型正极材料,有研究团队构建异质复合结构,发挥各异质组分的协同提升效应,设计了新型 Na3V2(PO4)3-Na3Fe2(PO4)(P2O7)异质复合磷酸盐正极,为利用复合结构工程开发先进聚阴离子型正极材料提供了理论依据。同时,为了改善磷酸盐正极的导电性,引入项链状双碳导电网络,显著提升了电池的倍率性能和循环稳定性。
复合磷酸焦磷酸亚铁钠:这类材料不仅成本低,而且循环性能优异,通过化学改性或结构调控来提高材料的可逆容量,有望成为未来钠离子电池正极材料的研究方向之一。