Precursor‐Free Synthesis of Na 4 Fe 3 (PO 4 ) 2 P 2 O 7 Cathode Directly from Metallic Iron for Sodium‐Ion Batteries

材料科学 阴极 插层(化学) 电化学 微观结构 化学工程 电池(电) 烧结 金属 多孔性 阳极 碳纤维 溶剂热合成 纳米颗粒 电极 钾离子电池 单斜晶系 纳米技术 掺杂剂 放电等离子烧结 过渡金属 容量损失 无机化学 资源回收
作者
Keyi Mao,Jiashu Yuan,Shunjie Xu,Youheng Zhang,Xinliao Peng,Hao Li,Linjun Luo,Chi Ma,Yonggao Xia
出处
期刊:Small [Wiley]
标识
DOI:10.1002/smll.202510368
摘要

Abstract Na 4 Fe 3 (PO 4 ) 2 P 2 O 7 (NFPP) is an emerging sodium‐ion battery cathode material due to its safety, environmental friendliness, and resource abundance. However, conventional synthesis suffers from high cost, long processing time, and potential environmental emissions, Here, we propose a sustainable one‐step synthesis route is proposed for NFPP/C using metallic iron, avoiding ferric phosphate precursors. Thermodynamic analysis and reaction pathway simulations confirm that the formation of pure‐phase NFPP can be achieved by precisely tuning the Fe content and sintering temperature, effectively suppressing the formation of impurities. The resulting NFPP/C exhibits a porous microstructure with uniform carbon coating, high tap density, and optimized ion transport characteristics. Electrochemical characterization of the NFPP/C material shows a reversible capacity of 108.5 mAh g −1 at 0.1 C. Furthermore, the material exhibits excellent long‐term cycling stability, retaining 81.7% of its capacity after 2000 cycles at 10 C. In situ XRD analysis confirms a highly reversible structural evolution accompanying Na⁺ intercalation and deintercalation. A techno‐economic‐environmental assessment shows that the metallic‐iron route reduces synthesis costs by over 20% compared to conventional routes and eliminates wastewater and toxic emissions. This work provides an alternative approach for the industrial production of NFPP cathodes and offers valuable insights into the design of high‐performance polyanionic materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
材料生发布了新的文献求助10
1秒前
momowang完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
甜筒发布了新的文献求助10
3秒前
浮一白发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
云渺发布了新的文献求助10
6秒前
隐形的妙之完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
隐形曼青应助还来得及采纳,获得10
7秒前
qinghe发布了新的文献求助10
8秒前
852应助袁宁蔓采纳,获得10
9秒前
浮一白完成签到,获得积分10
10秒前
研友_5Z4ZA5完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
科研通AI6应助chenping_an采纳,获得10
11秒前
11秒前
材料生完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
Zxskadi发布了新的文献求助10
11秒前
浮游应助朴实乐天采纳,获得10
12秒前
甜筒完成签到,获得积分10
12秒前
盼不热夏完成签到,获得积分10
12秒前
Floria完成签到,获得积分10
13秒前
兮豫完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Joe应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
健壮的飞烟完成签到,获得积分10
14秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
vic发布了新的文献求助10
14秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
湖以应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
小学科学课程与教学 500
Study and Interlaboratory Validation of Simultaneous LC-MS/MS Method for Food Allergens Using Model Processed Foods 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5643099
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4760606
关于积分的说明 15020012
捐赠科研通 4801508
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2566806
邀请新用户注册赠送积分活动 1524714
关于科研通互助平台的介绍 1484256