Recent Advances in Amorphous FePO4 for Sodium-Ion Battery Cathodes

doi:10.7503/cjcu20220724

Abstract

Abstract:

With the increasingly serious energy and environmental problems， the development of green energy storage and conversion technologies becomes more and more crucial. As an environmentally friendly energy storage device， the rapid development of the sodium-ion batteries（SIBs） has stimulated the demand for high-performance cathode materials. Among various kinds of cathode materials， amorphous iron phosphate（FePO₄） has attracted enormous attention as a promising cathode material for sodium-ion batteries because of its high theoretical specific capacity and superior electrochemical reversibility. Herein， this review is focused on recent advances in amorphous FePO₄ for sodium-ion battery cathodes. First， the common characteristics and applications of amorphous FePO₄ are introduced. Next， the synthesis methods are summarized， including template synthesis， hydrothermal synthesis and some other methods. Subsequently， the research progress of strategies to improve sodium-ion storage properties is introduced in detail， with an emphasis on the relationship between structure and performance. Finally， the conclusion and prospects in this field are discussed.

Key words: Amorphous FePO₄, Cathode, Sodium-ion battery, Carbon composite, Nanostructure

CLC Number:

O646

TrendMD:

SHENG Xinru, ZHANG Zhuangzhuang, DING Tangjing, LIAO Jiaying, ZHOU Xiaosi. Recent Advances in Amorphous FePO₄ for Sodium-Ion Battery Cathodes[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(5): 20220724.

Figures/Tables 11

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Synthetic method of amorphous FePO₄	Advantage	Disadvantage
Template method	Easy to control the morphology of FePO₄	The prepared FePO₄ has a single pore size and sacrifices the template， making it difficult to prepare on a large scale
Hydrothermal method	The feeding is one⁃time， and the synthesis of FePO₄ can be completed in a single step	The entire growth process cannot be observed， and the size and quantity of FePO₄ are limited by the volume of the autoclave container， making it difficult to achieve industrial production
Chemically induced precipitation method	The method is simple， and FePO₄ nanoparticles with different pore sizes can be obtained	The synthesized FePO₄ nanospheres are not strictly spherical structures， and the adhesion between particles is relatively serious
Solvent extraction method	In the organic solvent extraction system， the self⁃assembly of reverse micelles can form a unique FePO₄ structure， and the extractant can be recycled	Sometimes it is difficult to find a suitable solvent， and the extraction separation is not always good

Synthetic method of amorphous FePO₄	Advantage	Disadvantage
Template method	Easy to control the morphology of FePO₄	The prepared FePO₄ has a single pore size and sacrifices the template， making it difficult to prepare on a large scale
Hydrothermal method	The feeding is one⁃time， and the synthesis of FePO₄ can be completed in a single step	The entire growth process cannot be observed， and the size and quantity of FePO₄ are limited by the volume of the autoclave container， making it difficult to achieve industrial production
Chemically induced precipitation method	The method is simple， and FePO₄ nanoparticles with different pore sizes can be obtained	The synthesized FePO₄ nanospheres are not strictly spherical structures， and the adhesion between particles is relatively serious
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Recent Advances in Amorphous FePO₄ for Sodium-Ion Battery Cathodes

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