中国研究人员提出颗粒细化诱导新机制 提高钠/锂离子电池的循环容量

近年来，钠离子电池备受关注，因为钠储量丰富，而且这种电池的成本较低。具有较高的Na+存储能力和循环稳定性的电极，对提高钠离子电池的能量密度和倍率性能至关重要。

（图片来源：中科院）

据外媒报道，最近，中国科学院大连化学物理研究所研究员李先锋、副研究员郑琼团队和燕山大学教授唐永福团队合作，提出了钠/锂离子电池电极储能的新机制。

研究人员设计了一种珊瑚状FeP复合材料，可锚定FeP纳米颗粒，并将其分散在氮掺杂的三维碳骨架上（FeP@NC）。珊瑚状FeP@NC复合材料具有较短的电荷转移路径和较高的导电氮掺杂碳网络，改善了该复合材料的电荷转移动力学。

此外，由于FeP纳米颗粒周围具有高度连续的N掺杂碳骨架和弹性缓冲的石墨化碳层，基于FeP@NC复合材料的钠离子电池表现出超稳定的循环性能，在10A/g下经过10000次循环后，其容量保持率为82.0%。

更重要的是，研究人员将电化学研究和原位电子显微镜表征分析结合起来，确定了一种独特的颗粒细化机制，可在循环过程中诱导容量增加，这种容量增强效果在小电流下更加明显。

研究发现，FeP纳米颗粒在第一个循环中经历了细化-复合过程，经过数十个循环后，呈现出全区域细化的趋势。这导致石墨化程度和界面磁化强度逐渐增加，为Na+存储提供了更多的额外活性位点，并有助于提升循环容量。这种容量提升现象也可以扩展至锂离子电池，在10A/g下循环5000次后，锂离子电池的容量保持率为90.3%。