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、高結構穩(wěn)定性等優(yōu)勢，吸引了眾多科研人員和技術人員的關注。然而，熱力學穩(wěn)定的NaFePO₄相具有磷鐵鈉礦結構，理論和實驗證明該相作鈉離子電池正極時是電化學惰性的。如何利用熱力學穩(wěn)定的磷鐵鈉礦NaFePO₄是本領域亟待突破的重要科學和技術問題。武漢理工大學硅酸鹽建筑材料國家重點實驗室的一個研究組通過無序化提升了NaFePO₄的電化學活性，并揭示了無序工程提升儲鈉性能的原子尺度結構起源，相關研究成果發(fā)表在《Nano Energy》上。 

　　該研究組通過高能球磨，制備了具有不同非晶相含量的系列NaFePO₄復合材料，證明了非晶相含量與儲鈉容量之間成正比關系；優(yōu)化后的NaFePO₄復合材料表現(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，即活性的非晶相有利于實現(xiàn)高的儲鈉容量，而非活性的晶相能夠增強結構穩(wěn)定性。此外，他們還研究了非晶相與晶相NaFePO₄在原子尺度的結構差異，提出了無序工程提升NaFePO₄儲鈉性能的原子尺度結構起源。 

　　北京同步輻射裝置1W1B-XAFS實驗站測試獲得的XANES光譜：(a) Na K邊和(b) O K邊。數(shù)據(jù)表明，無序化的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，為合理確定無序工程提升NaFePO4儲鈉性能的原子尺度結構起源提供了重要支持。結合同步輻射、拉曼散射等技術方法，該研究組提出了非晶態(tài)NaFePO₄的原子尺度結構模型，并認為非晶化過程中共邊的[FeO₆]八面體向共頂或共邊[FeOn]多面體的轉變是非晶態(tài)NaFePO₄獲得高儲鈉性能的關鍵。 

　　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.