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钠离子电池正极材料挺“锰” 有望取代锂电池


来源:科技日报

[导读]  锂离子电池应用越来越贴近百姓生活,但地球上锂资源十分有限,且开采成本高。开发一种替代电池成为各国科学家努力的重要方向。南京理工大学夏晖教授与中外团队合作,首创结构设计和调控方法,在锰基正极材料研究方面取得重要进展,使低成本钠离子电池有望取代锂离子电池,相关成果发表在最新一期《自然·通讯》上。

中国粉体网讯  锂离子电池应用越来越贴近百姓生活,但地球上锂资源十分有限,且开采成本高。开发一种替代电池成为各国科学家努力的重要方向。南京理工大学夏晖教授与中外团队合作,首创结构设计和调控方法,在锰基正极材料研究方面取得重要进展,使低成本钠离子电池有望取代锂离子电池,相关成果发表在最新一期《自然·通讯》上。


钠资源丰富,开采费用仅为锂的百分之一,因而钠离子电池的研发成为科研人员争相“开垦”的领域。而层状结构的锰酸钠正极材料具有理论容量高、价格低廉及来源广泛等优点,使之成为钠离子电池正极材料的热门研究对象。


 这种正极材料制成的电极比容量达到211.9毫安时每克,而目前市面上流通的锂电池正极材料比容量约为140毫安时每克。充放电过程中,这种正极材料结构稳定无相变,体积变化仅为2%,循环充放电1000次后,比容量保持率高达94.6%,而电池行业一般的比容量保持率标准约为80%。


 但由于锰酸钠正极材料的层间距狭窄,充放电过程中,半径较大的钠离子在层间迁移时,会“挤坏”正极材料的结构,成为制约钠离子电池研发的关键难点。除层间距外,影响钠离子电池性能的另一重要因素为层状结构中的钠离子含量。不少科研人员尝试通过各种方法制备出了不同层状结构的锰酸钠,但性能指标难以满足实际应用需求。


(中国粉体网编辑整理/初末)

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