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钠离子电池正极材料挺“锰”有望取代锂电池
时间:2022-08-17 07:39 点击次数:
本文摘要:据科技日报报导,锂离子电池应用于更加切合百姓生活,但地球上锂资源十分受限,且铁矿成本高。研发一种替代电池沦为各国科学家希望的最重要方向。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,在锰基负极材料研究方面获得最重要进展,使低成本钠离子电池未来将会代替锂离子电池,涉及成果公开发表在近期一期《大自然·通讯》上。 钠资源非常丰富,铁矿费用仅有为锂的百分之一,因而钠离子电池的研发沦为科研人员争相“垦殖”的领域。

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据科技日报报导,锂离子电池应用于更加切合百姓生活,但地球上锂资源十分受限,且铁矿成本高。研发一种替代电池沦为各国科学家希望的最重要方向。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,在锰基负极材料研究方面获得最重要进展,使低成本钠离子电池未来将会代替锂离子电池,涉及成果公开发表在近期一期《大自然·通讯》上。

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钠资源非常丰富,铁矿费用仅有为锂的百分之一,因而钠离子电池的研发沦为科研人员争相“垦殖”的领域。而层状结构的锰酸钠负极材料具备理论容量低、价格低廉及来源普遍等优点,使之沦为钠离子电池负极材料的热门研究对象。但由于锰酸钠负极材料的层间距狭小,充放电过程中,半径较小的钠离子在层间迁入时,不会“挤坏”负极材料的结构,沦为制约钠离子电池研发的关键难题。

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除层间距外,影响钠离子电池性能的另一最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取出有了有所不同层状结构的锰酸钠,但性能指标无法符合实际应用于市场需求。

夏晖教授团队首创结构设计和调控方法,与中科院物理所谷林研究员及美国加州大学圣地亚哥分校孟颖教授合作,在水钠锰矿层状结构的基础上,顺利制取出有兼备大层间距与低钠离子含量的层状纳米负极材料。这种负极材料做成的电极比容量超过211.9毫安时每克,而目前市面上流通的锂电池负极材料比容量大约为140毫安时每克。充放电过程中,这种负极材料结构平稳无热力学,体积变化仅有为2%,循环充放电1000次后,比容量维持亲率低约94.6%,而电池行业一般的比容量维持亲率标准大约为80%。


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