Na2FePO4F (NFPF) with two-dimensional channels for transferring Na ions is considered as the promising cathode material for high-performance sodium-ion batteries (SIBs), while the electrochemical performance in full-cell devices remains unsatisfactory. Here, we developed a method combining high-boiling organic solvents assisted colloidal synthesis (HOS-CS) and subsequent calcination for preparing 20–30 nm of NFPF nanoparticles (NPs) wrapped by conductive carbon as the efficient cathode. HOS-CS demonstrated merits in terms of high utilization of precursors, high synthetic efficiency, and uniform distribution of both sizes and composition of NPs. Impressively, the as-obtained NFPF/C/MWCNTs delivered a reversible capacity up to 118.4 mAh/g at 0.1C. As a bonus, the full-cell configuration fabricated via NFPF/C/MWCNTs cathode and hard carbon (HC) anode demonstrated extraordinary rate capability and cyclic stability. Even at an ultrahigh rate of 10C, 54.7 mAh/g of initial reversible capacity and nearly 80.7 % of capacity retention after 200 cycles were achieved, highlighting the great potentials of NFPF/C/MWCNTs||HC full cell for practical applications in the fields of fast chargeable SIBs. This work offers a novel synthetic method for the preparation of efficient NFPF-based cathode.

中文翻译：

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将 Na2FePO4F 纳米颗粒定制为高倍率能力和长寿命阴极，以实现快速可充电的钠离子满电池


具有用于转移钠离子的二维通道的 Na2FePO4F （NFPF） 被认为是高性能钠离子电池 （SIB） 的有前途的正极材料，而在全电池器件中的电化学性能仍然不令人满意。在这里，我们开发了一种将高沸点有机溶剂辅助胶体合成 （HOS-CS） 和随后的煅烧相结合的方法，用于制备 20-30 nm 的 NFPF 纳米颗粒 （NPs），由导电碳作为有效阴极包裹。HOS-CS 在前驱体的高利用率、高合成效率以及 NP 的大小和组成的均匀分布方面表现出优点。令人印象深刻的是，获得的 NPF/C/MWCNT 在 0.1C 下提供了高达 118.4 mAh/g 的可逆容量。作为奖励，通过 NFPF/C/MWCNT 阴极和硬碳 （HC） 阳极制造的全电池配置表现出非凡的倍率能力和循环稳定性。即使在 10C 的超高速率下，也能实现 54.7 mAh/g 的初始可逆容量和近 80.7% 的 200 次循环后容量保持率，凸显了 NFPF/C/MWCNT 的巨大潜力||HC 全电池适用于快速充电 SIB 领域的实际应用。这项工作为制备高效的基于 NFPF 的阴极提供了一种新颖的合成方法。