【钠电池】AEM: 高达50C的高倍率充放电！磷酸铬钒钠正极，助力快充钠离子电池！

具有超离子导体结构的磷酸盐材料是最具应用潜力的钠离子电池正极材料之一。然而磷酸盐正极材料由于氧化还原电对活化程度低、电子电导率较差而导致材料中整体容量不高。最近， 中南大学Yanqing Lai和Zhian Zhang, 南京航空航天大学Zhenming Xu以及伦敦大学学院Guanjie He等 报道了还原氧化石墨烯支撑的NASICON型正极材料可以实现高达50C的高倍率充放电。

文章要点

1） 研究人员借助简单的溶胶凝胶法制备了还原氧化石墨烯支撑的NASICON型Na ₃ Cr _0.5 V _1.5 (PO ₄ ) ₃ 正极材料（VC/C-G），该材料具有快速且高比能的储钠能力。在0.2C的较低倍率下，VC/G-C正极能够实现高达176mAh/g的可逆比容量，对应着470Wh/kg的能量密度。如此高的比容量说明V ²⁺ /V ³⁺ 、V ³⁺ /V ⁴⁺ 、V ⁴⁺ /V ⁵⁺ 这三组氧化还原电对都得到了活化，实现了三电子氧化还原反应。

2） 值得注意的是，该材料在11min的短时充电中就可以达到80% SOC。研究人员借助恒电流间歇滴定技术、循环伏安技术以及赝电容计算等揭示了其快充机制。密度泛函理论（DFT）计算表明该材料的能隙仅为1.41 eV，钠离子扩散能垒低至0.194 eV，这解释了通过部分引入Cr激活的多电子反应

参考文献

Wei Zhang et al, Rationally Designed Sodium Chromium Vanadium Phosphate Cathodes with Multi-Electron Reaction for Fast-Charging Sodium-Ion Batteries, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202201065

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202201065?af=R

同步辐射丨球差电镜丨FIB-TEM

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