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Co‐Manipulation of Ultrafine Nanostructure and Uniform Carbon Layer Activates Maricite‐Structured NaFePO4 as a High‐Performance Cathode for Sodium‐Ion Batteries

电化学 材料科学 阳极 纳米结构 化学工程 纳米颗粒 阴极 碳纤维 电极 纳米技术 涂层 化学 复合材料 冶金 复合数 工程类 物理化学
作者
Liping Zhao,Lai Yu,Guanglin Wan,Nazir Ahmad,Xinyi Ma,Zongzhi Tao,Genqiang Zhang
出处
期刊:Small science [Wiley]
卷期号:3 (12): 2300122-2300122 被引量:28
标识
DOI:10.1002/smsc.202300122
摘要

Sodium iron phosphate (NaFePO 4 ) has attracted significant attention because of its high theoretical capacity (155 mA h g −1 ), remarkable structural stability, and abundant elemental composition. However, the electrochemical reversibility of maricite NaFePO 4 is generally considered inactive. Herein, a nanoengineering strategy to activate the electrochemical activity of maricite NaFePO 4 is presented. This approach involves the construction of ultrasmall maricite NaFePO 4 nanoparticles encapsulated within an ultrathin carbon layer (denoted as m‐NFP@C), which greatly improves the electrochemical properties of the material. Notably, the optimized m‐NFP@C nanoparticles exhibit an impressive reversible capacity of 101.4 mA h g −1 after 100 cycles at a current density of 20 mA g −1 , demonstrating a remarkable capacity retention of 90.5%. Furthermore, when coupled with the bismuth–carbon microfoam‐like compound (Bi@NC‐MF) anode, the fabricated sodium‐ion full cell exhibits exceptional cycling stability with a capacity retention of 90.6% over 250 cycles. The remarkable electrochemical performance of this material can be attributed to its excellent structural stability, ultrafine nanostructure, and uniform carbon coating, which effectively shorten the Na + diffusion pathways, prevent the aggregation and fragmentation of nanoparticles, and enhance electronic conductivity. This work is anticipated to open up a new route for activating maricite NaFePO 4 and advancing the development of polyanion‐type electrode materials.
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