Las baterías de iones de sodio (SIB) han atraído una gran atención debido a las ventajas de una fuente abundante de sodio y su bajo costo. Electrodos con mayor Na ⁺ La capacidad de almacenamiento y la estabilidad cíclica son vitales para mejorar la densidad de energía y la capacidad de velocidad de los SIB.

Recientemente, El grupo y la Asociación del Prof. Li Xianfeng. El grupo del profesor Zheng Qiong del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS), en colaboración con el grupo del profesor Tang Yongfu de la Universidad de Yanshan, propuso un nuevo mecanismo de almacenamiento de energía de electrodos en baterías de iones de sodio / litio.

Este estudio fue publicado en Edición internacional Angewandte Chemie el 14 de septiembre.

Los investigadores diseñaron un compuesto de FeP similar al coral con nanopartículas de FeP ancladas y dispersas en un marco de carbono tridimensional dopado con nitrógeno (FeP @ NC). El compuesto de FeP @ NC similar al coral tenía una ruta de transferencia de carga más corta y una red de carbono dopado con N de mayor conductividad, que mejoró la cinética de transferencia de carga de este compuesto.

Debido a la estructura de carbono altamente continua dopada con N y una capa de carbono grafitizado que amortigua el resorte alrededor de la nanopartícula de FeP, el SIB con compuesto FeP @ NC mostró un rendimiento cíclico ultraestable a 10 A g ^-1 con una capacidad de retención del 82,0 por ciento en 10, 000 ciclos.

Más importante, combinaron la investigación electroquímica y la caracterización por microscopía electrónica in situ para confirmar un mecanismo único de refinamiento de partículas para inducir un aumento de la capacidad durante el ciclo, y este efecto de mejora de la capacidad fue más pronunciado bajo pequeñas corrientes.

Descubrieron que las nanopartículas de FeP pasaron por un proceso de refinación-recombinación durante el primer ciclo y presentaron una tendencia global de refinación después de docenas de ciclos. Esto resultó en un aumento gradual en el grado de grafitización y la magnetización de la interfaz, y además proporcionó más sitios activos adicionales para Na ⁺ almacenamiento y contribuyó a una capacidad creciente con el ciclismo. El fenómeno del aumento de la capacidad también podría extenderse a las baterías de iones de litio (LIB). Puede mantener una retención de capacidad del 90,3 por ciento para LIB después de 5, 000 ciclos a 10 A g ^-1 .