珠海欧美克仪器有限公司

大连化物所钠离子电池聚阴离子型正极材料研究取得新进展


来源:大连化学物理研究所

[导读]  近日,中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、张华民、副研究员郑琼带领的研究团队,在钠离子电池聚阴离子型正极材料研究方面取得新进展,研究成果在线发表于《美国化学会能源快报》(ACS Energy Letters)上。

中国粉体网讯  近日,中国科学院大连化学物理研究所储能技术研究部研究员李先锋、张华民、副研究员郑琼带领的研究团队,在钠离子电池聚阴离子型正极材料研究方面取得新进展,研究成果在线发表于《美国化学会能源快报》(ACS Energy Letters)上。


钠离子电池具有资源丰富、低成本、高性价比等优点,在电动自行车、低速电动车、分布式储能、大规模储能领域具有很好的应用前景。钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,正极材料决定钠离子电池能量密度。聚阴离子型化合物具有较高电压、较高理论比容量、结构稳定等优点,成为钠离子电池正极材料的优选之一。然而,聚阴离子型化合物的电子电导率低,限制了电池的比容量和倍率性能。因此,进一步提高其倍率性能、优化全电池性能,以及进一步降低材料制备成本、实现材料规模化制备,是急需攻破的难题。针对此,该团队近年来在钠离子电池聚阴离子型正极材料的结构基元调控、钠脱嵌机制、碳复合制备、全电池及软包电池构建等方面展开了系列研究,实现了高性能三氟磷酸钒钠Na3V2(PO4)2F3(Nano Energy, 2018;J. Mater. Chem. A, 2017)、氟磷酸钒钠NaVPO4F(J. Mater. Chem. A, 2018)、磷酸钒钠Na3V2(PO4)3(J. Mater. Chem. A, 2018;J. Mater. Chem. A, 2016)等钒基聚阴离子型化合物的高效合成及应用。


三氟磷酸钒钠具有由[V2O8F3]双八面体与[PO4]四面体间隔性的联结形成的三维网状结构,有利于Na+的快速嵌入和脱出。其理论能量密度为500Wh/kg,与LiFePO4在锂离子电池中的能量密度相当(550Wh/kg),近年来备受关注。在前期研究工作基础上,研究团队提出了一种低温溶剂热-球磨制备方法,实现了高电导性碳包覆氟磷酸钒钠(Na3V2(PO4)2F3)的绿色经济合成。研究发现低温溶剂热过程中溶剂种类和pH值对Na3V2(PO4)2F3形貌和产物纯度起到关键作用。在乙醇和水共混溶剂的酸性环境中,晶体具有很高的表面能,可以获得高纯度且高产率的Na3V2(PO4)2F3。与科琴黑(KB)短时间(1h)球磨之后,Na3V2(PO4)2F3表面均匀包覆了一层高度石墨化的KB,有效提高了其离子扩散和电子传导能力。由Na3V2(PO4)2F3组装的钠离子电池在0.5C的电流下具有138mAh/g的高比容量,在40C的大电流下其容量仍能维持122mAh/g。该低温溶剂热-球磨方法将为低成本、高性能钠离子电池技术的实用化提供一种新的策略。


上述研究工作得到中科院战略性先导科技专项的资助。



(中国粉体网编辑整理/江岸)

注:图片非商业用途,如侵权告知删除

推荐4
相关新闻:
网友评论:
0条评论/0人参与 网友评论

版权与免责声明:

① 凡本网注明"来源:中国粉体网"的所有作品,版权均属于中国粉体网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用。已获本网授权的作品,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国粉体网"。违者本网将追究相关法律责任。

② 本网凡注明"来源:xxx(非本网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如其他媒体、网站或个人从本网下载使用,必须保留本网注明的"稿件来源",并自负版权等法律责任。

③ 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起两周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

  • 即时排行
  • 周排行
  • 月度排行
图片新闻