夏永姚AFM：一种用于储能的全天候铁基钠离子电池

Nanoyu

2021-06-14

钠离子电池（SIBs）负极材料，如软碳、硬碳或合金，存在比容量低、倍率性能差、成本高等问题。各种过渡金属氧化物材料具有较高的比容量和合适的工作电位，但体积变化大，电极/电解质界面不稳定限制了它们的实际应用。

近日，复旦大学夏永姚教授，Yao Liu报道了一种超薄碳包铁基硼酸盐（Fe₃BO₅），并将其作为SIBs的负极材料。

文章要点

1）研究人员采用简单的溶胶-凝胶法结合化学气相沉积法（CVD）在超薄碳层上制备了Fe₃BO₅（ FBO）纳米颗粒涂层（FBO@C）。

2）FBO@C复合负极材料的可逆比容量为548 mAh g⁻¹，在50 mA g⁻¹电流密度下的初始库仑效率为72 6%，在2000 mA g⁻¹下循环1000次后容量保持率为99%。此外，这种负极可以在很宽的温度范围内（−40-60 °C）工作。

3）基于FBO@C负极与铁基正极（Na₃Fe₂(PO₄)₂(P2O₇)@rGO）耦合制成的钠离子全电池其工作温度范围为−40~60 °C，最大能量密度为175 Wh kg⁻¹，最大功率密度为1680 W kg⁻¹。最重要的是，由于用于负极和正极的铁基原材料都很便宜，这种全电池配置具有低成本的优点。

参考文献

Yongjie Cao, et al, All-Climate Iron-Based Sodium-Ion Full Cell for Energy Storage, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202102856

https://doi.org/10.1002/adfm.202102856