【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202407023
钠离子电池被广泛研究用于储能应用,但实现同时具有高能量密度、稳定性和快速充放电性能的正极材料仍然是一个关键的挑战。本研究合成了一系列NASICON型Na3.5−xMn0.5V1.5−xZrx(PO4)3/C材料,并掺入Mn、V和Zr元素探讨其对电化学性能的影响。通过在Mn和V的基础上引入Zr,提出一种激活V4+/V5+氧化还原反应新的策略,从而提升能量密度。此外,Zr掺入通过拓宽离子通道并产生额外的钠离子空位,显著促进钠离子迁移,增强电极反应动力学和整体性能。结果表明,Na3.4Mn0.5V1.4Zr0.1(PO4)3/C材料表现出优异的循环稳定性,在800次循环后保持90%的容量,并具备高倍率性能(20C时,放电比容量为84 mAh∙g−1),显著优于原始的Na3.5Mn0.5V1.5(PO4)3/C材料。该研究为开发高效且可持续钠离子电池提供了有效途径。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100201
锂离子电池中碳酸酯类电解液的可燃性存在安全隐患,亟需开发先进阻燃体系。本文提出一种新型电解质添加剂策略,将含磷/氮离子液体(P/N-ILs)封装于金属有机框架(MOF)中。所得的P/N-ILs@MOF复合材料具有高孔隙率和结构稳定性,在有效防止P/N-ILs聚集的同时,保持了磷元素捕获自由基与氮气稀释的协同阻燃功能。添加5 wt% P/N-ILs@MOF(MIE-5)的电解液实现自熄时间缩短90%,极限氧指数提升32%。电化学测试表明,MIE-5在Li|MIE-5|LiFePPO4电池中展现出优异的循环稳定性,300次循环后容量保持率达84.5%。此外,采用MIE-5电解液的10 Ah石墨|MIE-5|LiFePPO4软包电池在1C倍率下循环280次后仍保留了97.7%的容量,在2C倍率下保持0.2C容量的94.9%。本研究通过MOF封装技术开创了阻燃性与电化学性能协同提升的新范式,为下一代安全耐用锂离子电池的开发提供了重要思路。
