如何做磷酸焦磷酸铁钠NFPP(非计量比篇)

首先要感谢大家对老刘的关注和理解，这些天公司事情太多，着实没有精力和时间来和大家交流自己的些许心得经验。再加上，上一篇文章提到这一期要谈谈NFPP非计量比的问题，感觉着实给自己挖了个小坑。

老刘并非没有自己浅见，只是两点：其一，本人才疏学浅，非计量比这一块虽有想法，但着实不敢造次，行业大咖如曹、夏、王等老师尚低调谦逊，只是发发文章，论坛上讲讲PPT，我一个小人物若不知高低，评头论足，窃以为不妥，此为其一，故而犹豫再三；其二，本人虽说想跟大家分享，但毕竟研究成果属于公司成果范畴，我也不太好说的太多，向来我的性格是知无不言言无不尽，但倘若讲得太多又有泄密之嫌，此为其二，故而再加犹豫。

那么，这一篇就随便简单聊聊吧，不妥或错误之处还望海涵。

首先强调几点：1、非化学计量比只是NFPP生产过程中一个关键材料配比，并不意味着配比做好了产品就能做好。因为还涉及其他很多因素：如碳源种类、比例，喷雾干燥、烧结参数等；

2、正常化学计量比只是存在杂相，并不意味着完全不可缺或失败，只是非化学计量比相较来说相更纯，某些性能可能会更好一些，如：克容量、循环性能等。

3、目前NFPP尚处开发阶段，很多机理研究及结论莫衷一是，本人所述看法只是代表个人观点。

直奔主题，本人更倾向于曹余良老师的结论，也是行业认可度比较高的铁缺陷2.91,整体化学式为Na4Fe2.91(PO4)2P2O7，而且老刘也做过验证，从Fe2.6、Fe2.7、Fe2.8，一直到Fe2.94，Fe2.97，铁源从硝酸铁、磷酸铁到铁红，整体下来，Fe2.91无论成相还是克容量发挥都是最好的。如下图：

图：Fe2.91 XRD及克容量发挥

可以看出NFPP几乎无杂相,克容量发挥也非常不错0.1C 110mAh/g,1C也接近100mAh/g

同样原材料如果正常计量比，即：Na4Fe3(PO4)2P2O7，相比较来看，就会存在一定杂相，克容量也会偏低。

图：正常计量比XRD及克容量

可以看出，正常计量情况下，XRD存在一定杂相，特别是在30、35左右很明显，克容量发挥也差了一些。0.1C只有100左右，1C 90左右。

在这里有几个问题老刘想跟大家阐述一下，事实上Fe铁缺陷这个叫法，或者说Na4Fe2.91(PO4)2P2O7这个化学式只是为了直观表达，方便理解和计算而已。除了这个叫法和写法，还存在其他理解和表达，如Na4.12Fe3(PO4)2.12P2O7，我们称为富钠，如Na4.4Fe3.2(PO4)2(P2O7)1.2,可以理解为1比例的Na4Fe3(PO4)2P2O7加上0.2比例的Na2FeP2O7，还有其他一些表达和理解，我就不再列举。事实上，这三种化学式只是写法上调整了各个元素比例而已，钠铁磷比例都是一样的，也可以说都是Fe2.91。

细细考究的话，肯定有一个化学式最符合我们表达，但是老刘确实没看出来他们的不同，自然也期待高人的解惑。

当然，除了Fe2.91，也有其他独特配方比例和见解。如英钠王老师就独辟蹊径，提出一种新材料Na3.4F2.4(PO4)1.4P2O7，并指出这款材料优势除了克容量高，最重要的是兼顾了压实密度。不过，老刘觉得Na3.4F2.4(PO4)1.4P2O7和Na4Fe2.82(PO4)2P2O7会不会是同一种物质，只是写法不一样。铁缺陷2.82，老刘试过，没做出来好产品，效果极差，有些惭愧。但王老师说这是下面某位博士研究生成果，且还发表了SCI，固然或许是应该没问题的吧。有兴趣的同仁可以自己试一下 这个比例，完了聊聊自己心得。

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