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深圳先进技术研究院成功研发出一种新型钠离子

近日,中国科学院深圳先辈技巧钻研院功能薄膜材料钻研中间唐永炳钻研员及其团队成员联合泰国国立同步辐射光源钻研所成功研发出一种新型钠离子电池正极材料。该正极材料资源低廉,并且情况友好,此项工作对开拓低资源环保型电极材料及储能器件具有紧张借鉴意义。相关钻研成果A low-cost and environmental friendly mixed polyanionic cathode for sodium-ion storage (一种低资源且环保的混杂聚阴离子型钠离子电池正极材料)已在线颁发于顶级化学综合期刊Andewwandte Chemie International EdiTIon(《德国利用化学》,IF:11.994)上(Angew. Chem. Int. Edi, 2019, DOI: 10.1002/anie.201912272)。

传统锂离子电池(LIBs)在便携式电子设备、电动乘用对象等领域取得了广泛的利用。然而,因为锂资本的匮乏且散播不均、以及正极材料所用钴资本稀缺,LIBs难以满意大年夜规模储能领域的利用需求。钠离子具有与锂相似的化学性子,并且贮备富厚,是以钠离子电池在规模化储能领域基于紧张的利用前景。今朝,限定钠离子电池利用的主要技巧瓶颈在于短缺相宜且廉价的正极材料。主要缘故原由在于:钠离子具有比锂离子更大年夜的离子半径,钠离子在正极材料的脱出和嵌入相对艰苦,从而必要一个更为稳定的晶体骨架以及更大年夜的离子扩散通道。

基于上述斟酌,唐永炳钻研员及其团队成员宋天一、姚文娇、郑勇平等人经由过程理论谋略与实验相结合,成功研发出一种新型Na2Fe(SO4)(C2O4)·H2O 钠电正极材料。该钠电正极材料体现了优良的电化学可逆性和稳定性。进一步的原位同步辐射和XRD表征以及第一性道理谋略说明了该材料电化学活性起源于Fe2+/Fe3+ 氧化还原对;高的电化学稳定性则源于该材料具有大年夜尺寸的钠离子迁移通道及高的晶体布局稳定性。该工作对开拓新型电极材料以及匆匆进高效低资源电池技巧成长具有紧张意义。

图1. 新型钠离子正极材料。 (a) 单晶材料,晶体布局解析(b)和钠离子扩散路径示意图(c),充放电历程中的同步辐射近边X射线接受谱(d)和原位XRD谱(e)。

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