金属磷化物作为金属离子电池的负极,由于其巨大的体积膨胀和不稳定的固体电解质界面(SEI),通常会造成严重的电池容量衰减,尤其是钾离子电池(PIBs)。
为解决这些问题,澳门大学Kwun Nam Hui,南京工业大学邵宗平教授,东英吉利大学Kwan San Hui报道了直接以金属氧化物(MOs)和红磷(RP)为原料,采用球磨法制备了10种原位生成金属磷酸盐的金属磷化物,并将其作为缓冲材料。
文章要点
1)用RP和Super P球磨ZnO,制备非晶锌磷酸盐复合材料ZnO@P(1:2)@C,其中加入碳(Super P)以增强复合材料的电导率。
2)将锌磷酸盐复合材料作为PIB负极进行进一步研究。结果显示,由于有效地抑制了体积变化,在KFSI基电解质的电极表面形成了富含KF的SEI。复合材料具有高的可逆比容量和优异的长期循环稳定性(0.1 A g−1在350次循环后,容量达到476 mAh g−1,在1.0 A g−1下6000次循环后循环177 mAh g−1)在所有已报道的PIB金属磷化物基负极中具有最佳的循环性能。
这项研究提供了一种低成本和有效的策略来指导金属磷化物作为PIBs的高性能负极的开发。
参考文献
Shunping Ji, et al, Metal Phosphides Embedded with In Situ-Formed Metal Phosphate Impurities as Buffer Materials for High-Performance Potassium-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202101413
https://doi.org/10.1002/aenm.202101413