由于成本和丰度的考虑,钠基电极材料重新引起人们的兴趣,尤其是那些可以在低温下制备的电极材料。在这里,我们报告了在离子液体介质中低温合成高度分散的 Na 基氟磷酸盐(Na 2 MPO 4 F,M = Fe、Mn 或混合物)。我们表明,这种离子热方法能够在低至 270°C 的温度下合成这些相,而通过固态反应获得类似质量的相需要高达 600°C 的温度。此外,由于其高度分散的特性,通过这种工艺制成的 Na 2 FePO 4 F 粉末与 Li 或 Na 相比,表现出比陶瓷粉末更好的电化学性能。相比之下,无论它们是如何制造的,Na 2 MnPO 4 F 粉末,其在三维 (3D) 隧道结构中结晶而不是在 Na 2 FePO 4 F 的二维 (2D) 层状结构中结晶,其电活性较差。在 Na 2 Fe 1-x Mn x PO 4 F 中用 0.25 Fe 代替 Mn 足以触发 2D-3D 结构转变并导致材
Synthesis, characterisation and enhanced electrochemical performance of nanostructured Na<sub>2</sub>FePO<sub>4</sub>F for sodium batteries
作者:Markas Law、Vishwanathan Ramar、Palani Balaya
DOI:10.1039/c5ra07583a
日期:——
Nanostructured Na2FePO4F was synthesised by a soft template method, followed by high-energy ball milling (HEBM) and post-heat treatment. The HEBM sample shows excellent sodium storage performance with a discharge capacity of 116 mA h g−1at 0.1 C.
通过软模板法合成了纳米结构的Na2FePO4F,随后进行高能球磨(HEBM)和后热处理。HEBM样品表现出优异的钠储存性能,放电容量为116 mA h g-1(0.1 C)。
Metal fluorophosphate polyanionic insertion hosts as efficient bifunctional electrocatalysts for oxygen evolution and reduction reactions
Metal–airbatteries with high energy density have emerged as key players in the energy storage sector. They operate on two underlying processes, namely, the oxygen reduction reaction (ORR) and the oxygenevolutionreaction (OER). It provides the impetus to design efficient, earth-abundant and economic bifunctional electrocatalysts vis-à-vis precious metal-based catalysts. In this perspective, a few
高能量密度的金属空气电池已成为储能领域的主要参与者。它们基于两个基本过程进行操作,即氧还原反应(ORR)和氧释放反应(OER)。与基于贵金属的催化剂相比,它为设计高效,富含地球和经济的双功能电催化剂提供了动力。从这个角度出发,已经报道了几种聚阴离子电池插入材料作为潜在的电催化剂。在当前的工作中,金属氟磷酸盐(Na 2 MPO 4 F,M = Fe / Co / Mn)家族的钠插入材料已被显示为具有强大结构稳定性的新型双功能电催化剂。特别是Na 2 CoPO 4发现F具有优异的催化性能,ORR的起始电势为0.903 V(相对于RHE),而OER的起始电势为380 mV(相对于RHE)。使用从头算算方法研究了潜在的机理和动力学。总体而言,聚阴离子过渡金属氟磷酸盐首次作为双功能电催化剂得以开发,能够用作混合金属-空气电池中的潜在阴极材料。
The Role of Semilabile Oxygen Atoms for Intercalation Chemistry of the Metal-Ion Battery Polyanion Cathodes
作者:Ivan V. Tereshchenko、Dmitry A. Aksyonov、Oleg A. Drozhzhin、Igor A. Presniakov、Alexey V. Sobolev、Andriy Zhugayevych、Daniil Striukov、Keith J. Stevenson、Evgeny Antipov、Artem M. Abakumov
DOI:10.1021/jacs.7b12644
日期:2018.3.21
55FePO4F phase with coupled Na/vacancy and Fe2+/Fe3+ charge ordering at 50% state of charge. In contrast, desodiation of Na2FePO4F in the Li-ion cell demonstrates a sloping charge profile suggesting a solid solution mechanism without formation of a charge-ordered intermediate phase. A combination of a comprehensive crystallographic study and extensive DFT-based calculations demonstrates that the difference
使用正交层状 Na2FePO4F 阴极材料作为模型系统,我们确定碱金属阳离子与半不稳定氧原子的键合是影响聚阴离子结构中碱金属阳离子电化学活性的重要因素。与 P 和碱金属阳离子结合但不包含在 FeO4F2 八面体中的半不稳定氧在碱金属阳离子脱嵌时经历严重的配位不足,导致去除位于此类半不稳定氧附近的碱金属阳离子的能量损失。Na2FePO4F 的脱钠通过 Na 离子电池中的两相机制进行,形成中间单斜 Na1.55FePO4F 相,Na/空位和 Fe2+/Fe3+ 电荷在 50% 的荷电状态下有序排列。相比之下,锂离子电池中 Na2FePO4F 的去钠化显示出倾斜的电荷分布,表明固溶机制没有形成电荷有序的中间相。综合晶体学研究和基于 DFT 的广泛计算的结合表明,碱金属阳离子位置的电化学行为差异在很大程度上与最近邻半不稳定氧原子的数量不同,影响它们的脱钠电位和 Na/ Li 化学交换,触发耦合的碱阳离子空位排序和
Ionothermal Synthesis of Sodium-Based Fluorophosphate Cathode Materials
and abundance considerations, Na-based electrode materials are regaining interest, especially those that can be prepared at low temperatures. Here, we report the low temperature synthesis of highly divided Na-based fluorophosphates (Na 2 MPO 4 F, M = Fe, Mn, or mixtures) in ionic liquid media. We show that this ionothermal approach enables the synthesis of these phases at temperatures as low as 270°C
由于成本和丰度的考虑,钠基电极材料重新引起人们的兴趣,尤其是那些可以在低温下制备的电极材料。在这里,我们报告了在离子液体介质中低温合成高度分散的 Na 基氟磷酸盐(Na 2 MPO 4 F,M = Fe、Mn 或混合物)。我们表明,这种离子热方法能够在低至 270°C 的温度下合成这些相,而通过固态反应获得类似质量的相需要高达 600°C 的温度。此外,由于其高度分散的特性,通过这种工艺制成的 Na 2 FePO 4 F 粉末与 Li 或 Na 相比,表现出比陶瓷粉末更好的电化学性能。相比之下,无论它们是如何制造的,Na 2 MnPO 4 F 粉末,其在三维 (3D) 隧道结构中结晶而不是在 Na 2 FePO 4 F 的二维 (2D) 层状结构中结晶,其电活性较差。在 Na 2 Fe 1-x Mn x PO 4 F 中用 0.25 Fe 代替 Mn 足以触发 2D-3D 结构转变并导致材