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研究概述

低溫合成用于鈉離子電池的聚陰離子正極材料是非常理想的，但經常受到反應時間長和結晶度不佳的困擾。

基于此，2024年10月24日，北京理工大學白瑩教授/吳川教授/李雨副研究員在國際期刊Advanced Materials發表題為《Dynamic Lock-And-Release Mechanism Enables Reduced ΔG at Low Temperatures for High-Performance Polyanionic Cathode in Sodium-Ion Batteries》的研究論文。

為了解決這些挑戰，研究人員提出了一種基于動態鎖定和釋放（DLR）機制的新型自適應配位場調節（SACFR）策略。

具體來說，尿素在合成過程中用作DLR載體，動態地“鎖定”和“釋放”釩離子以實現控制釋放，同時“鎖定”H⁺離子以增強磷酸基團的釋放，從而創建一個能夠智能響應反應系統實時需求的自適應配位場。

這種動態配位行為有助于提高反應動力學和顯著降低吉布斯自由能變化（ΔG）。

結果表明，反應的動力學效率和熱力學自發性大大提高，能夠在90°C下僅需3小時即可高效合成高結晶度的Na₃V₂O₂(PO₄)₂F（NVOPF）。

所制備的NVOPF正極表現出在寬溫度范圍內優異的倍率性能和超穩定的循環穩定性。

此外，成功的公斤級合成突顯了這一創新策略的實際潛力。

這項工作開創了聚陰離子正極合成中配位場化學的調節，為材料設計提供了變革性的見解。

圖文解讀

圖1：合成的NVOPF材料的結構和形貌表征

圖2：NVOPF正極材料的電化學性能

圖3：NVOPF在充放電過程中的結構變化

文獻信息

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

原創文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/10/28/d2a0da9fce/

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