Alcançando Material Cátodo de Alto Desempenho Na3V2(PO4)2F3 por meio de uma Rede de Carbono N-Dopada Bifuncional

Na3V2(PO4)2F3 (NVPF) está emergindo como um cátodo popular para baterias de íon sódio devido à sua estrutura estável, alta tensão de operação e grande densidade de energia. No entanto, sua aplicação prática é dificultada por sua baixa condutividade. Além disso, devido à perda de flúor durante a síntese, a impureza Na3V2(PO4)3 (NVP) é frequentemente gerada facilmente, resultando em uma diminuição na tensão de operação real. Neste trabalho, uma rede de carbono bifuncional composta por uma camada de carbono N-dopada e uma ponte de carbono é construída ao redor das partículas de NVPF. Através da pirólise de polidopamina (PDA), as partículas de NVPF são cobertas in situ por uma camada de carbono N-dopada, e a ponte de carbono gerada por politetrafluoroetileno (PTFE) também é revestida com carbono N-dopado. Além disso, o PTFE também serve como um suplemento de flúor para garantir que o NVPF puro seja obtido. Como resultado, o NVPF modificado pela rede de carbono bifuncional N-dopada apresenta uma alta capacidade reversível (125,7 mA h g–1 a 0,2 C) e uma estabilidade cíclica apreciável (92,7% a 1 C ao longo de 300 ciclos e 89,8% a 10 C ao longo de 1500 ciclos). Quando montado em uma célula completa com um ânodo de carbono duro comercial, exibe uma tensão mediana de descarga de até 3,62 V a 0,2 C. Além disso, alcança uma alta densidade de energia de 373,7 W h kg–1 a uma densidade de potência de 461,2 W kg–1, com uma excelente retenção de energia específica de 78,2% após 200 ciclos. Portanto, espera-se que este método de modificação seja estendido a outros materiais contendo flúor com baixa condutividade elétrica.