Les batteries à ions sodium (SIB) ont attiré une large attention en raison des avantages d'une source de sodium abondante et d'un faible coût. Électrodes avec Na plus élevé ⁺ la capacité de stockage et la stabilité du cycle sont essentielles pour améliorer la densité énergétique et la capacité de débit des modules SIB.

Récemment, Le groupe du professeur Li Xianfeng et Assoc. Le groupe du professeur Zheng Qiong de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec le groupe du professeur Tang Yongfu de l'Université de Yanshan, a proposé un nouveau mécanisme de stockage d'énergie des électrodes des batteries sodium/lithium ion.

Cette étude a été publiée dans Angewandte Chemie Édition Internationale le 14 septembre.

Les chercheurs ont conçu un composite FeP de type corail avec des nanoparticules de FeP ancrées et dispersées sur un cadre de carbone tridimensionnel dopé à l'azote (FeP@NC). Le composite FeP@NC de type corail avait un chemin de transfert de charge plus court et un réseau de carbone dopé N plus conducteur, ce qui a amélioré la cinétique de transfert de charge de ce composite.

En raison de la structure en carbone dopé N hautement continu et d'une couche de carbone graphitisé à tampon élastique autour de la nanoparticule FeP, le SIB avec composite FeP@NC a présenté une performance de cyclage ultra-stable à 10 A g ^-1 avec une rétention de capacité de 82,0 pour cent sur 10, 000 cycles.

Plus important, ils ont combiné la recherche électrochimique et la caractérisation par microscopie électronique in situ pour confirmer un mécanisme unique de raffinement des particules pour induire une augmentation de la capacité pendant le cyclage, et cet effet d'amélioration de la capacité était plus prononcé sous de petits courants.

Ils ont découvert que les nanoparticules de FeP étaient soumises à un processus de raffinage-recombinaison au cours du premier cycle et présentaient une tendance globale de raffinage après des dizaines de cycles. Cela a entraîné une augmentation progressive du degré de graphitisation et de l'aimantation de l'interface, et fourni en outre plus de sites actifs supplémentaires pour Na ⁺ stockage et contribué à une augmentation de la capacité avec le cyclage. Le phénomène d'augmentation de capacité pourrait également s'étendre aux batteries lithium-ion (LIB). Il peut maintenir une rétention de capacité de 90,3 % pour les LIB après 5, 000 cycles à 10 A g ^-1 .