中科院过程工程所等开发出“一步机械化学法”

来源：机械工程材料 【在线投稿】栏目：综合新闻时间：2021-08-18

IT之家5月23日讯据中科院网站消息，近日，中科院过程工程研究所与中科院物理所清洁能源团队有在钠电池正极材料的大规模制备方面取得进展，开发出“一步机械化学法”快速制备磷酸钒钠，这是一种钠电池的聚阴离子正极材料。

自从法国科学家 J.-M. Le Meins于1999年合成氟磷酸钒钠一直采用高温固相法，能耗高导致成本高，电化学性能不足，限制了该类材料的工业应用。

据介绍，过程工程所研究员赵俊梅团队以降低能耗和形貌控制为出发点，采用水热/溶剂热法合成氟磷酸钒钠，系统研究了材料的充放电机理；在此基础上，开发了一步室温可控制备多壳氟磷酸钒钠微球技术（Joule2018, 2 (11): 2348-2363）以降低生产能耗这种材料。同时提高其性能。然而，液相反应受到原料/产品的溶解度和pH值等多个参数的控制的限制。基于此，该团队开发了一种无溶剂机械化学方法来快速制备含碳 NVPFs 复合材料。由于原位碳骨架结构，界面反应得到加强。本发明可将液相法7天生产时间缩短至30分钟，提高产品倍率性能和循环稳定性，保证工业应用的生产效率。该产品以公斤级组装的商用级圆柱电池，印证了其高功率、长循环的特性。

研究成果进一步推动了氟磷酸钒钠的商业化应用进程，机械球磨原位构建碳骨架较常规多步碳包覆和高温热解具有明显优势碳涂层。它为正极材料倍率和循环性能的提高提供了可行的策略。同时，公斤级产品的放大实践表明，采用机械化学方法快速制备钠电池正极材料是可能的，这将降低钠离子电池材料的成本。

IT之家了解到，相关研究成果发表在Nature Communications上。