通过闪蒸焦耳加热实现同步碳化和相形成，以制备均匀涂碳的聚阴离子正极材料

《Advanced Energy Materials》：Synchronous Carbonization and Phase-Formation via Flash Joule Heating for Uniform Carbon-Coated Polyanionic Cathode Materials

碳包覆改性钠薇酸铅钒（NVP）通过快速焦耳加热（FJH）技术实现动力学同步，消除碳化与相形成的时间差，构建2 nm均匀涂层，提升-40°C容量85 mAh g?1，循环3000次容量保持84%。有效改善多阴离子正极材料碳包覆效果，增强界面稳定性与热稳定性，降低副反应风险。

　　

摘要

碳涂层是一种有效提高聚阴离子正极材料导电性的方法。然而，传统的碳涂层工艺存在涂层松散和未结合碳过多的问题，这会加剧副反应。本文研究了Na₃V₂(PO₄)₃（NVP）材料的碳涂层过程，并发现碳源碳化与正极材料相形成之间的动力学不匹配是导致涂层失效的原因。通过引入闪速焦耳加热（FJH）技术，利用超快热冲击使碳化和相形成过程在动力学上同步，从而彻底消除了连续反应步骤，在NVP表面形成了厚度为2纳米的均匀碳涂层。经过FJH处理的NVP在-40°C时的放电容量为85 mAh g^?1，在30°C下经过3000次循环后仍保持84%的容量。该涂层能够稳定界面、降低电阻、提高热稳定性并降低失控风险。通过对多种聚阴离子正极材料的有效制备，证明了FJH方法在改善碳涂层效果方面的通用性。这些发现为设计高安全性、长寿命的聚阴离子正极材料提供了有效的策略。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。