姜银珠/卢星宇AFM：激活Na2FePOF中的惰性Na1位点以实现高性能钠存储

Na₂FePO₄F具有优异的结构稳定性、易于Na⁺实现转移的二维离子通道和较高的工作电压，在高性能储钠方面表现出巨大的潜力。尽管前景广阔，但是其低本征电子电导率和有限的活性Na位点导致其倍率性能与可逆容量不甚理想，这将阻碍Na₂FePO₄F的实际应用前景。因此，提高Na₂FePO₄F的本征电子电导并进一步激活非活性Na位点以实现优异电化学性能至关重要。

在此，浙江大学姜银珠教授和西湖大学卢星宇研究员等人通过Cu掺杂减弱Na1-O/F结合力，降低了Na1周围欠配位的O₂对其的影响，降低了Na位点的脱插电位，激活了Na₂FePO₄F中部分惰性Na1位点，导致惰性Na1活化到Na3位点。此外，带隙大大减小，从而提高了本征电子导电性。

图1. Na₂FePO₄F和FeCu-x的结构表征

具体而言，该工作通过晶格掺杂实现了氟磷酸盐中Na位点和电子结构的调控。Cu²⁺的取代，诱导了Na1-O/F的键长拉长，减弱了Na1周围欠配位的O₂对其的影响，从而降低了Na位点的脱出电位，使部分惰性Na1位点被激活。此外，带隙大大减小，从而提高了本征电子电导率。由此得到的FeCu-0.05在0.1C具有119 mAh g^-1，并且具有优异的倍率性能。

特别地，该工作在20 C的超高倍率下达到了74.3 mAh g⁻¹。该结果为深入了解氟磷酸盐的储钠行为提供了新的见解，并为开发先进的嵌入型钠离子电池正极材料提供了新的设计策略。

图2. Na₂FePO₄F和FeCu-0.05的电化学性能

Activating the Inert Na1 Sites in Na2FePO4F Toward High Performance Sodium Storage, Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202305109

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