原標題：中科院過程工程所等開發(fā)出“一步機械化學法”制備鈉電池正極材料

中科院過程工程所等開發(fā)出“一步機械化學法”制備鈉電池正極材料的相關信息可以歸納如下：

一、研發(fā)背景與團隊

• 研發(fā)背景：隨著能源變革的推進，鋰離子電池因鋰資源成本和儲量分布的限制，難以滿足未來規(guī)模儲能的需求。鈉離子電池因兼具原材料資源豐富、成本低、安全性高等優(yōu)勢，成為鋰離子電池的補充，有望在大規(guī)模儲能領域發(fā)揮重要作用。而氟磷酸釩鈉（Na3(VO1-xPO4)2F1+2x，0≤x≤1，NVPFs）作為鈉離子電池儲能正極材料，具有高達480 Wh/kg的能量密度，但其高昂的合成成本和復雜的制備工藝限制了其產(chǎn)業(yè)化應用。

• 研發(fā)團隊：該研發(fā)成果由中科院過程工程研究所和中科院物理研究所清潔能源團隊合作完成，主要研究人員包括過程工程所研究員趙君梅團隊。

二、研發(fā)成果與技術特點

• 研發(fā)成果：開發(fā)出“一步機械化學法”快速制備鈉電池聚陰離子正極材料氟磷酸釩鈉。

• 技術特點：

• 無溶劑：該制備方法擺脫了傳統(tǒng)液相反應中原料/產(chǎn)物溶解度、pH等多參數(shù)調控的限制，實現(xiàn)了無溶劑的機械化學合成。

• 高效：將液相法的7天生產(chǎn)時間縮短至30分鐘，顯著提高了生產(chǎn)效率。

• 高性能：產(chǎn)品倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性得到提升，保證了工業(yè)應用的生產(chǎn)效率。通過公斤級產(chǎn)品放大組裝的商業(yè)級26650圓柱電池，證實了其高功率和長循環(huán)特性。

• 原位碳骨架構建：機械化學法能實現(xiàn)原位碳骨架的構建，強化了界面反應，為正極材料倍率和循環(huán)性能的提升提供了一種可行性策略。

三、研發(fā)過程與突破

• 前期研究：趙君梅團隊長期致力于NVPFs的低成本綠色合成及性能提升研究，采用水熱/溶劑熱合成氟磷酸釩鈉，對材料的充放電機理進行了系統(tǒng)研究。在此基礎上，開發(fā)出一步室溫可控制備多殼層氟磷酸釩鈉微球技術，降低了生產(chǎn)能耗并提升了材料性能。

• 技術突破：針對液相反應的限制，團隊開發(fā)出無溶劑的機械化學法，實現(xiàn)了氟磷酸釩鈉的快速制備。該方法的本質在于顯著降低反應活化能，有利于實現(xiàn)材料的高效結晶、晶粒細化以及界面強化。

四、應用前景與意義

• 應用前景：該研究成果進一步推動了氟磷酸釩鈉的商業(yè)化應用進程，為鈉離子電池的發(fā)展提供了新的材料選擇。

• 意義：機械化學法快速規(guī)模制備鈉電池正極材料已成為可能，這將降低鈉離子電池材料的制備成本，有助于推動鈉離子電池在大規(guī)模儲能領域的廣泛應用。同時，該方法也為其他正極材料的制備提供了新的思路和技術手段。

綜上所述，中科院過程工程所等開發(fā)出的“一步機械化學法”制備鈉電池正極材料氟磷酸釩鈉，具有顯著的技術優(yōu)勢和應用前景，將為鈉離子電池的發(fā)展注入新的活力。