钠离子电池具有与锂离子电池相似的电化学性能和丰富的钠资源，被认为是最有前途的大规模储能技术之一。从本质上讲，开发低成本的电极材料和简便、经济的合成工艺对促进钠离子电池的商业化至关重要。然而，迄今为止，关于大规模合成适用的正极材料的报道仍然很少。

近日，武汉大学陈重学副教授，曹余良教授报道了一种从FePO₄和Na₃PO₄资源中绿色、可扩展地合成Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇的方法，在此过程中，原料中存在的所有原子最终都会进入产品中，而不是在废气中。

文章要点

1）研究人员将FePO₄作为铁源，Na₃PO₄为钠源，同时两者又均为磷源。在Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇的形成过程中，作为起始溶液中唯一未溶解的物种，FePO₄作为晶核起到了促进结晶的作用。值得注意的是，FePO₄晶种粒径的均匀分布有利于Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇晶粒的均匀生长。此外，该合成路线显示出良好的绿色化学特性，包括使用水作为廉价和绿色的反应剂、原子经济利用率和大规模生产。

2）用还原氧化石墨烯(rGO)修饰的Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇正极在8000次循环中表现出优异的循环稳定性，在100C(36s)的充放电条件下表现出优异的高倍率性能。此外，Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇/硬碳全电池还表现出令人印象深刻的192 Wh kg⁻¹的能量密度和500次循环后85.2%的容量保持率。

这种高性能的Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇正极和节能、节材的制造工艺将为钠离子电池的实际应用铺平一条广阔的道路。

参考文献

Huiming Wang, et al, A Green and Scalable Synthesis of Na₃Fe₂(PO₄)P₂O₇/rGO Cathode for High-Rate and Long-Life Sodium-Ion Batteries, Small Methods 2021

DOI: 10.1002/smtd.202100372

https://doi.org/10.1002/smtd.202100372