鈉離子電池的眾多候選正極材料中，NaFePO₄因擁有高理論容量(155 mAhg^-1)、低成本、高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，吸引了眾多科研人員和技術(shù)人員的關(guān)注。然而，熱力學(xué)穩(wěn)定的NaFePO₄相具有磷鐵鈉礦結(jié)構(gòu)，理論和實(shí)驗(yàn)證明該相作鈉離子電池正極時(shí)是電化學(xué)惰性的。如何利用熱力學(xué)穩(wěn)定的磷鐵鈉礦NaFePO₄是本領(lǐng)域亟待突破的重要科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題。武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究組通過(guò)無(wú)序化提升了NaFePO₄的電化學(xué)活性，并揭示了無(wú)序工程提升儲(chǔ)鈉性能的原子尺度結(jié)構(gòu)起源，相關(guān)研究成果發(fā)表在《Nano Energy》上。 

　　該研究組通過(guò)高能球磨，制備了具有不同非晶相含量的系列NaFePO₄復(fù)合材料，證明了非晶相含量與儲(chǔ)鈉容量之間成正比關(guān)系；優(yōu)化后的NaFePO₄復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，在1 C倍率下容量約115 mAhg^-1, 循環(huán)800次后容量保持率為91.3%；這可以歸因于非晶相與晶相的協(xié)同效應(yīng)，即活性的非晶相有利于實(shí)現(xiàn)高的儲(chǔ)鈉容量，而非活性的晶相能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，他們還研究了非晶相與晶相NaFePO₄在原子尺度的結(jié)構(gòu)差異，提出了無(wú)序工程提升NaFePO₄儲(chǔ)鈉性能的原子尺度結(jié)構(gòu)起源。 

　　北京同步輻射裝置1W1B-XAFS實(shí)驗(yàn)站測(cè)試獲得的XANES光譜：(a) Na K邊和(b) O K邊。數(shù)據(jù)表明，無(wú)序化的NaFePO₄ (NFP-15)中，Na配位環(huán)境與晶態(tài)磷鐵鈉礦相NaFePO₄相似，而O的配位數(shù)減少。 

　　同步輻射光源幫助該研究組分析不同晶相以及非晶相中鈉和氧的局部配位環(huán)境，為合理確定無(wú)序工程提升NaFePO4儲(chǔ)鈉性能的原子尺度結(jié)構(gòu)起源提供了重要支持。結(jié)合同步輻射、拉曼散射等技術(shù)方法，該研究組提出了非晶態(tài)NaFePO₄的原子尺度結(jié)構(gòu)模型，并認(rèn)為非晶化過(guò)程中共邊的[FeO₆]八面體向共頂或共邊[FeOn]多面體的轉(zhuǎn)變是非晶態(tài)NaFePO₄獲得高儲(chǔ)鈉性能的關(guān)鍵。 

　　發(fā)表文章： 

　　Fangyu Xiong, Qinyou An, Lixue Xia, Yan Zhao, Liqiang Mai, Haizheng Tao*, Yuanzheng Yue*; Revealing the atomistic origin of the disorder-enhanced Na-storage performance in NaFePO₄ battery cathode, Nano Energy, 2019, 57, 608-615.