论文题目：A presodiation strategy to extend the cycle life of iron phosphate sodium-ion full cell

　　论文链接：A presodiation strategy to extend the cycle life of iron phosphate sodium-ion full cell

　　论文作者：曹永杰 (复旦大学)

　　(复旦大学 图片来自网络)

　　01 文章亮点

　　钠(Na)元素的丰富性、分布广泛、成本低，使二次钠电池(SIBs)成为大规模储能的有前途的候选者。与其他电池化学类似，SIB由两个电极组成：阳极和阴极。在初始充电过程中，由于固体电解质界面(SEI)的形成和阳极的不可逆容量，插层型阴极中Na的损失是不可避免的。近年来，随着先进的电解质配方和材料科学的发展，碳质阳极的循环寿命和库仑效率(CE)的电化学性能有了显著的提高。具体而言，大多数碳基阳极在醚基电解质中表现出更高的初始CE和更好的倍率性能。然而，无论在材料和电解质层面取得多大进展，初始容量损失和SEI的形成仍然限制了长循环寿命、高容量的高性能SIB的进一步发展。

　　02 产品引用

　　实验中所采用的设备是贝意克BTF-1200C-Ⅲ设备。合成的是一种钠离子电池聚阴离子型正极材料(Na4Fe3(PO4)2P2O7，NFPP)。由于本论文中需要用到公斤级合成的NFPP正极材料，具体做法为先将球形前驱体放置于炉中，抽真空，然后通氮气保护气，后开启加热，升温速率为3℃每分钟直至550℃，保温10小时。最后得到的NFPP正极材料性能较优越，用于有钠离子电池体系具有寿命长，倍率性好等优势。

　　03 BTF-1200C 真空管式炉

　　设备型号：BTF-1200C-Ⅲ

　　大口径真空气氛管式炉，管径大，恒温区长，温度精确，适用于多样品烧结或中试实验;在大石英管内可选加装内管，可做大面积单层石墨烯生长。此设备是为高等院校，科研院所及工矿企业对金属、非金属及其它化合物材料在真空或者气氛状态下进行烧结、融化、分析而研制的专用设备。它采用PLC控制，触摸屏操作，您只需通过轻轻点击触摸屏即可完成所有的参数设定，也可满足各类CVD工艺的需求。

　　产品特色

　　1、管径大，恒温区长，温度精确，适用于多样品烧结或中试实验。

　　2、在大石英管内可选加装内管，可做大面积单层石墨烯生长。

　　3、采用先进的PID自学习模糊控制，控温精度高，保持在±1℃。

　　4、烧结系统采用电阻丝加热的方式，温区更加均匀，智能化30段可编程控制

　　超温和断偶报警功能。

　　技术参数

　　04 专栏采访

　　曹永杰获奖寄语：科研的最终目的是培养和意义在于培养一批独立思考，勇于创新并能解决社会重要需求的研究人员，独立思考，发现问题，解决问题!

　　本期贝意克学术论文奖学金计划，我们邀请到了该论文作者：曹永杰与我们分享了对自身研究方向的深刻认识以及在研究过程中思考与求证的关系及重要性。

　　1、能否请您简要介绍您的科研方向?为什么选择该研究领域?

　　首先感谢贝意克公司的支持和采访邀请，我是复旦大学化学系在站博士后曹永杰，我的研究方向是铁基磷酸盐钠离子电池正极材料的制备与改性研究，属于新能源领域。之所以选择这个研究方向是因为钠离子电池在理论上具有成本低、低温性能好和原材料不受限制等优点，其在未来大规模储能、低速电瓶车和备用电源领域具有广阔的应用前景。

　　我们研究的铁基磷酸盐钠离子电池正极体系是目前与磷酸铁锂锂离子电池最为相似，其具有安全性高、空气稳定性好、成本低和循环寿命长等优点，同时铁基磷酸盐钠离子电池正极材料的制备与改性研究研究，是服务国家双碳战略下新能源领域重要的研究方向之一，也是实现钠离子电池低成本、长寿命应用的极具应用背景和研究价值的科学问题，对发展高性能钠离子电池关键材料有借鉴意义。

　　2、在课题研究过程中您是否遇到过困难?是如何克服的?

　　在课题研究中，由于正极材料的性能受到烧结温度影响较大，同时实验室常见的管式炉一次烧结材料量较少，为了解决上述问题我们选择了贝意克BTF-1200C-Ⅲ型多温区大口径管式炉，精确的控制了烧结温度并且在实验室成功实现公斤级材料的生产。

　　3、您参与本次贝意克论文奖学金最大的收获是什么?收获到来自贝意克认可的同时，也被其性能优越的产品以及人性化的定期售后服务所打动，同时也坚定了自己科研信心。

　　4、您认为在研究过程中最重要的环节是什么?为什么?我认为是探索科学问题的同时并发现问题结果问题的过程是最重要的。因为科研是具有不确定性的，只有不断探索，发现问题，解决问题才是最重要的。

　　5、本篇参赛论文的研究意义主要在哪些方面?应用层面和理论层面?本篇论文首先是大规模制备了聚阴离子型NFPP正极材料，通过引入补钠剂成功提升了该电池体系的能量密度，该方法简单可靠，可以大大加快铁基磷酸盐钠离子电池体系往低成本、长寿命和高比能量方向发展。

　　6、您的导师在您求学期间给予了怎样的指导?能否请您分享令您印象深刻的部分?我的导师夏永姚教授从我入学以来，将我从一名科研小白，逐渐培养成，一名可以发现问题解决问题的合格科研人员，同时夏老师在科研上的严谨态度以及深厚的电化学基础给我留下最深刻的印象，并且持续影响我今后的科研。