研究概述
近年来,高熵策略引起了广泛关注,并被应用于储能电池电极材料的制备,旨在提高电化学性能。研究发现,调整材料的构象熵可以显著提高离子和电子的传输效率,同时改善宿主材料的结构稳定性。然而,人们对于高熵策略仍然缺乏深入理解,特别是这种方法如何改变材料的固有特性。
基于此,2024年9月19日,复旦大学王永刚教授、上海电力大学刘海梅教授/丁昆在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《High Entropy Helps Na4Fe3(PO4)2P2O7 Improve Its Sodium Storage Performance》的研究论文。
在此,研究人员设计并制备了具有较高熵的模型材料Na4Fe3(PO4)2P2O7,最终得到了优化的样品Na3.9Fe2.6V0.1Mn0.1Cu0.1Mg0.1(PO4)2(P2O7)。结果表明,提高材料的熵值显著增强了其晶体结构、扩散动力学和界面稳定性。
因此,该优化样品具有2.8 Na+的深度插入/提取能力,在0.1 C时产生122.3 mAh g-1的超高容量,以及100 C的超高倍率性能。值得注意的是,它还在50 C下保持超过14 000次循环的性能。
这项研究强调了一种通过实施熵策略来制造高性能电极材料的方法。
图文解读
图1:MCM111和NFPP的电化学性能
图2:MCM111的钠离子扩散和结构稳定性
图3:NFPP和MCM111的理论计算与分析
文献信息
High Entropy Helps Na4Fe3(PO4)2P2O7 Improve Its Sodium Storage Performance, Advanced Functional Materials, 2024. https://doi.org/10.1002/adfm.202412730
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