Sodyum iyon piller için polianyonik katot malzemelerin araştırılmasında yeni ilerleme
Son zamanlarda, araştırmacı Li Xianfeng, Zhang Huamin ve Çin Bilimler Akademisi Dalian Kimya Fiziği Enstitüsü Enerji Depolama Teknolojisi Araştırma Departmanından yardımcı araştırmacı Zheng Qiong liderliğindeki araştırma ekibi, sodyum iyon piller için polianyonik katot materyalleri araştırmalarında yeni bir ilerleme kaydetti. Araştırma sonuçları çevrimiçi olarak yayınlandı. ACS Enerji Mektupları.
Sodyum iyon piller zengin kaynak, düşük maliyetli ve yüksek maliyetli performans avantajlarına sahiptir ve elektrikli bisikletler, düşük hızlı elektrikli araçlar, dağıtılmış enerji depolama ve büyük ölçekli enerji depolama alanlarında iyi uygulama olanaklarına sahiptir. Sodyum iyon pillerin çalışma prensibi, lityum iyon pillerinkine benzer ve katot malzemesi, sodyum iyon pillerin enerji yoğunluğunu belirler. Polianyonik bileşikler, daha yüksek voltaj, daha yüksek teorik özgül kapasite ve kararlı yapı avantajlarına sahiptir, bu da onları sodyum iyon pilleri için tercih edilen katot malzemelerinden biri yapar. Bununla birlikte, polianyonik bileşiklerin düşük elektronik iletkenliği, pilin spesifik kapasitesini ve hız performansını sınırlar. Bu nedenle, hız performansını daha da iyileştirmek, tam bataryanın performansını optimize etmek, malzeme hazırlama maliyetini daha da azaltmak ve malzemelerin büyük ölçekli hazırlanmasını gerçekleştirmek acilen üstesinden gelinmesi gereken sorunlardır. Buna cevaben ekip, son yıllarda sodyum iyon piller için polianyonik katot malzemelerin yapısal eleman kontrolü, sodyum deinterkalasyon mekanizması, karbon kompozit hazırlama, tam pil ve yumuşak paket pil yapımı vb. Üzerine bir dizi çalışma gerçekleştirdi ve yüksek performanslı üç elde etti. Sodyum vanadyum florofosfat Na3V2 (PO4) 2F3 (Nano Energy, 2018; J. Mater. Chem. A, 2017), sodyum vanadyum florofosfat NaVPO4F (J. Mater. Chem. A, 2018), sodyum vanadyum fosfat Na3V2 (PO4) 3 (J. Mater. Chem. A, 2018; J. Mater. Chem. A, 2016) ve vanadyum bazlı polianyonik bileşiklerin diğer verimli sentezi ve uygulaması.
Sodyum vanadyum triflorofosfat, dioktahedronların ve tetrahedronların aralıklı olarak bağlanmasıyla oluşan üç boyutlu bir ağ yapısına sahiptir ve bu, Na + 'nın hızlı yerleştirilmesini ve ekstraksiyonunu kolaylaştırır. LiFePO4'ün lityum iyon pillerdeki (550Wh / kg) enerji yoğunluğuna eşdeğer olan teorik enerji yoğunluğu 500Wh / kg olup, son yıllarda büyük ilgi görmüştür. Önceki araştırma çalışmasına dayanarak, araştırma ekibi, yüksek iletkenliğe sahip karbon kaplı sodyum vanadyum florofosfatın (Na3V2 (PO4) 2F3) yeşil ve ekonomik sentezini gerçekleştirmek için düşük sıcaklıkta solvotermal bilyeli öğütme hazırlama yöntemi önerdi. Çalışma, düşük sıcaklıklı solvotermal işlemdeki çözücü tipi ve pH değerinin, Na3V2 (PO4) 2F3'ün morfolojisi ve ürün saflığında önemli bir rol oynadığını buldu. Etanol ve suyun karışık çözücüsünün asidik ortamında, kristal yüksek yüzey enerjisine sahiptir ve yüksek saflıkta ve yüksek verimli Na3V2 (PO4) 2F3 elde edilebilir. Ketjen Black (KB) ile kısa bir süre (1 saat) bilyeli frezelemeden sonra, Na3V2 (PO4) 2F3'ün yüzeyi, iyon difüzyonunu ve elektronik iletkenliğini etkili bir şekilde artıran yüksek oranda grafitleşmiş bir KB tabakası ile eşit şekilde kaplanır. Na3V2 (PO4) 2F3 ile monte edilen sodyum iyon pil, 0.5C akımda 138mAh / g yüksek özgül kapasiteye sahiptir ve kapasitesi 40C'lik büyük bir akımda hala 122mAh / g'yi koruyabilir. Düşük sıcaklıkta solvotermal bilyeli öğütme yöntemi, düşük maliyetli, yüksek performanslı sodyum iyon pil teknolojisinin pratik uygulaması için yeni bir strateji sağlayacaktır.
Yukarıda bahsedilen araştırma çalışması, Çin Bilimler Akademisi'nin Stratejik Öncü Bilim ve Teknoloji Projesi tarafından finanse edildi.
Dalian Kimya Teknolojisi Enstitüsü'nde sodyum iyon pilleri için polianyonik katot malzemeleri araştırmalarında yeni ilerleme kaydedildi.
kaynak: Dalian Kimya Fiziği Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, şunları yapmalısınız: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
