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中科大余彥ACS Energy Lett.：鈉離子電池5C循環(huán)4500次！

近幾十年來，鈦基聚陰離子材料因其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和低成本而成為鈉離子電池（SIB）有吸引力的電極材料，引起了廣泛的研究。然而，它們的電化學(xué)性能通常受到固有的低電子電導(dǎo)率的限制。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)余彥等通過使用簡單的噴霧干燥和后退火工藝成功地原位合成了NaTi₂(PO₄)₃改性的Na₃Ti(PO₃)₃N材料(NTMN-NTP)。

將NASICON結(jié)構(gòu)的NaTi₂(PO₄)₃二次相引入Na₃Ti(PO₃)₃N可以提高電子電導(dǎo)率和Na⁺擴散系數(shù)（10^-10-10^-11 cm² s^-1），從而大大提高其倍率性能。此外，原位XRD測試揭示了其理想的單相變化機制，以及循環(huán)過程中Na₃Ti(PO₃)₃N的極低體積變化（~0.53%），這確保了其超穩(wěn)定的循環(huán)性能。

圖1 電化學(xué)性能

實驗顯示，所得NTMN-NTP在5 C下經(jīng)過4500次循環(huán)后可保持96.04%的高容量，并且與5 C下的未改性樣品相比，其容量高約1.5倍。此外，組裝的NTMN-NTP//硬碳全電池也展現(xiàn)出實際應(yīng)用潛力，其在0.5 A g^-1下的初始比容量為153.2 mAh g^-1，循環(huán)100次后容量保持率為80.3%。

這項工作為合成亞硝酸鹽材料提供了一種有前景的工藝，并提供了一種有效的原位策略來提高所合成材料的電化學(xué)性能。

圖2 充放電過程的表征

In Situ Secondary Phase Modified Low-Strain Na3Ti(PO3)3N Cathode Achieving Fast Kinetics and Ultralong Cycle Life. ACS Energy Letters 2022. DOI: 10.1021/acsenergylett.1c02361

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