復(fù)旦＆上交＆北理CC：高性能磷基鈉負(fù)極材料

 復(fù)旦大學(xué)周永寧（青年）研究員、北京理工大學(xué)邵瑞文（助理）教授以及上海交通大學(xué)燃料電池研究所祖麗皮亞·沙地克副教授聯(lián)合發(fā)表研究性成果，揭示了GeP₅/C復(fù)合電極的鈉儲(chǔ)藏機(jī)理。放電過(guò)程中形成的金屬Ge提高了電極的電導(dǎo)率，而NaxP則減輕了合金化過(guò)程中Ge的團(tuán)聚和體積變化。GeP₅相與元素Ge和P一起在充電后再生，這表明GeP₅在循環(huán)過(guò)程中發(fā)生了可逆的相變。

作者合成了GeP₅/C復(fù)合材料，并采用多模型表征技術(shù)對(duì)鈉的儲(chǔ)存機(jī)理進(jìn)行了綜合研究。基于轉(zhuǎn)化和合金化的多步反應(yīng)過(guò)程提供了947mAh/g的高初始容量。放電產(chǎn)物NaxP和NaGe的協(xié)同作用增強(qiáng)了電化學(xué)性能以及結(jié)構(gòu)和形態(tài)的穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)60次循環(huán)后，GeP₅/C復(fù)合電極即使在1000mA/g的高電流密度下，鈉的存儲(chǔ)容量也顯示為578mAh/g。這些結(jié)果為了解P基負(fù)極的鈉離子儲(chǔ)存機(jī)理提供了基礎(chǔ)知識(shí)，并為開(kāi)發(fā)先進(jìn)的SIBs負(fù)極材料提供了有價(jià)值的信息。

圖1GeP5/C復(fù)合材料的表征

圖2電化學(xué)性能測(cè)試

儲(chǔ)鈉機(jī)理

文獻(xiàn)鏈接：Sodium Storage Mechanism of GeP₅/C Compositeas High Capacity Anode Material for Sodium-ion Batteries. https://doi.org/10.1039/D2CC03728A

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