钠离子电池层状过渡金属氧化物正极材料的研究进展 被引量：9

1

作者 彭晨熹 刘军 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-12,69,共13页

层状过渡金属氧化物是目前最具潜力的钠离子电池正极材料之一,因其理论容量较高且易于合成受到了广泛关注。旨在综述钠离子电池层状过渡金属氧化物正极材料的研究进展。首先简要概述了层状过渡金属氧化物材料的结构特点及目前存在的不足... 层状过渡金属氧化物是目前最具潜力的钠离子电池正极材料之一,因其理论容量较高且易于合成受到了广泛关注。旨在综述钠离子电池层状过渡金属氧化物正极材料的研究进展。首先简要概述了层状过渡金属氧化物材料的结构特点及目前存在的不足,介绍了P2相和O3相层状过渡金属氧化物的钠离子配位构型及传输路径;此外,针对充放电过程中存在不可逆相变、空气敏感性高、电化学性能有待提高等问题,从组分调控、结构设计及表面包覆三类改性方法入手,总结了P2、O3相层状过渡金属氧化物近几年的改性研究成果;最后,对钠离子电池层状过渡金属氧化物正极材料的产业化发展前景及潜在研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 层状过渡金属氧化物 O3相 P2相

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钠离子电池层状过渡金属氧化物中阴离子氧的氧化还原反应活性调控 被引量：4

2

作者 郑薇 刘琼 卢周广 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第5期1416-1427,共12页

由于资源丰富、价格低廉等特点,钠离子电池逐渐成为储能领域的研究热点。然而,钠离子电池正极材料较低的比容量是限制钠离子电池发展的关键因素之一。近年的相关研究发现,基于过渡金属阳离子与晶格氧阴离子双重氧化还原反应的层状过渡... 由于资源丰富、价格低廉等特点,钠离子电池逐渐成为储能领域的研究热点。然而,钠离子电池正极材料较低的比容量是限制钠离子电池发展的关键因素之一。近年的相关研究发现,基于过渡金属阳离子与晶格氧阴离子双重氧化还原反应的层状过渡金属氧化物具有高的比容量,是下一代高比能量钠离子电池的首选正极材料。因此,深入了解阴离子氧的氧化还原反应的结构基础及演化机制,对探索高容量电池正极材料有重要意义。本文讨论了钠离子电池层状过渡金属氧化物中阴离子氧的氧化还原反应活化原理、以及结构调控对激发晶格氧活性的影响,并展望了其未来的发展趋势和前景,以期为今后该类型正极材料的研究提供参考。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 层状过渡金属氧化物 阴离子氧化还原反应 晶格氧活性调控

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纳米Co-Mn-Al-CO_3层状双金属氢氧化物的合成及表征 被引量：1

3

作者 段标标 隋铭皓 盛力 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期56-59,共4页

以过渡金属盐Co(NO3)2、Mn(NO3)2为钴源、锰源,Al(NO3)3为铝源,NaOH和Na2CO3混合溶液为碱性介质,利用共沉淀法分别制备了n(Co)∶n(Mn)∶n(Al)=4∶0∶2、4∶1∶1、4∶2∶0的CO32-离子插层纳米层状双金属氢氧化物(LDHs)。利用X射线衍射(X... 以过渡金属盐Co(NO3)2、Mn(NO3)2为钴源、锰源,Al(NO3)3为铝源,NaOH和Na2CO3混合溶液为碱性介质,利用共沉淀法分别制备了n(Co)∶n(Mn)∶n(Al)=4∶0∶2、4∶1∶1、4∶2∶0的CO32-离子插层纳米层状双金属氢氧化物(LDHs)。利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)、N2吸附脱附、透射电镜(TEM)技术对样品进行了表征。结果表明,样品呈层状片状,随着LDHs样品中Mn、Al原子比的增加,结晶度变差,形貌变得无序,平均孔径减小,比表面积和孔道容量变大。 展开更多

关键词 层状双金属氢氧化物 过渡金属 共沉淀法

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六方层状钴氧化物中的层间阳离子有序及结构调制研究

4

作者 杨槐馨 石友国 +7 位作者 聂长江 刘鑫 肖睿娟 田焕芳 虞红春 李子安 张怀若 李建奇 《电子显微学报》 CAS CSCD 2005年第4期345-345,共1页

关键词 层间阳离子 六方结构 有序相变 层状 钴氧化物 过渡金属化合物 物理性能 物理现象 物理研究

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钾离子电池锰基层状氧化物正极的研究进展

5

作者 韩文哲 赖青松 +1 位作者 高宣雯 骆文彬 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1364-1379,共16页

可再生能源替代传统化石燃料的研究推动了电能存储系统的发展。随着对规模储能的需求不断增加,钾离子电池(PIBs)因其成本低廉、元素丰度高、理论工作电压高以及电解液中K+卓越的传输动力学,在未来将成为商用锂离子电池的补充或替代品。... 可再生能源替代传统化石燃料的研究推动了电能存储系统的发展。随着对规模储能的需求不断增加,钾离子电池(PIBs)因其成本低廉、元素丰度高、理论工作电压高以及电解液中K+卓越的传输动力学,在未来将成为商用锂离子电池的补充或替代品。电极材料的发展深刻影响电池的电化学性能。石墨作为钾离子电池负极展现出了优异的循环稳定性,然而,找到具有快速的传输动力学和稳定的框架结构来嵌入/脱嵌大尺寸K^(+)的正极材料是钾离子电池面临的主要挑战。层状过渡金属氧化物因其结构稳定、合成过程简单及价格低廉等优点而具有广阔的应用前景。本文介绍了钾含量和合成温度等对过渡金属层状氧化物晶体结构的影响,并说明了各种晶体结构在脱钾过程中的结构演变和容量损失机理;在此基础上,提出了针对不同晶体结构的锰基过渡金属层状氧化物的改性方法以提高其电化学性能;最后,对新型过渡金属层状氧化物正极的主要研究方向和研究热点进行了预测,以指导未来钾离子电池正极材料的发展。 展开更多

关键词 失效机理 元素掺杂 表面包覆 钾离子电池 层状过渡金属氧化物

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以水滑石为前体的Co-Mn-Al复合氧化物的制备及表征

6

作者 隋铭皓 陈勇 +1 位作者 盛力 段标标 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期49-53,共5页

采用共沉淀法制备了n(Co)∶n(Mn)∶n(Al)=4∶0∶2、4∶1∶1、4∶2∶0的CO32-离子插层层状双金属氢氧化物(LDHs),经500℃煅烧4h得到相应的Co-Mn-Al复合过渡金属氧化物。利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)、N2吸附脱附、透射电... 采用共沉淀法制备了n(Co)∶n(Mn)∶n(Al)=4∶0∶2、4∶1∶1、4∶2∶0的CO32-离子插层层状双金属氢氧化物(LDHs),经500℃煅烧4h得到相应的Co-Mn-Al复合过渡金属氧化物。利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱分析(XRF)、N2吸附脱附、透射电镜(TEM)技术对样品进行了表征。研究结果表明,Co-Mn-Al复合氧化物具有含Co尖晶石氧化物的结构特征,属于中孔材料,与Co-Mn-Al LDHs相比,其比表面积增大,孔容增加,孔径尺寸变小,且随着Mn与Al原子比的增加,样品结晶度及有序性均下降。 展开更多

关键词 层状双金属氢氧化物 过渡金属 复合氧化物

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过渡金属化合物在聚合物阻燃中的研究进展 被引量：4

7

作者 王荣珍 童周禹 +3 位作者 张月 张锐 马明亮 黄微波 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期42-46,共5页

近年来,高分子材料以其优异的性能被广泛应用于各个领域,但其存在潜在的火灾危险性,在燃烧过程中会伴随着有毒气体的释放。因此,制备具有阻燃性能的高分子材料非常必要。综述了金属氧化物、层状双氢氧化物、金属盐和金属有机框架的阻燃... 近年来,高分子材料以其优异的性能被广泛应用于各个领域,但其存在潜在的火灾危险性,在燃烧过程中会伴随着有毒气体的释放。因此,制备具有阻燃性能的高分子材料非常必要。综述了金属氧化物、层状双氢氧化物、金属盐和金属有机框架的阻燃机理及研究进展,简述了其他过渡金属化合物在聚合物中的应用。最后,提出了绿色、高效、多功能的过渡金属阻燃剂将会成为聚合物阻燃行业未来发展的主要方向。 展开更多

关键词 过渡金属 阻燃 金属氧化物 层状双氢氧化物 金属盐 金属有机框架

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超细TMO复合催化剂对高氯酸铵热分解的影响 被引量：7

8

作者 陈爱四 李凤生 +1 位作者 马振叶 黄敏 《含能材料》 EI CAS CSCD 2004年第6期321-325,共5页

采用DTA表征了过渡金属氧化物(TMO)对高氯酸铵(AP)的热分解催化性能,结果表明:单组分及二元复合过渡金属氧化物对AP的催化作用顺序分别为Co2O3>CuO>Fe2O3和Fe2O3／Co2O3>CuO／Co2O3>Fe2O3／CuO,二元复合TMO催化作用表现出... 采用DTA表征了过渡金属氧化物(TMO)对高氯酸铵(AP)的热分解催化性能,结果表明:单组分及二元复合过渡金属氧化物对AP的催化作用顺序分别为Co2O3>CuO>Fe2O3和Fe2O3／Co2O3>CuO／Co2O3>Fe2O3／CuO,二元复合TMO催化作用表现出的三种协同效应,取决于复合物的组合及混合比。通过AP高温分解峰温随复合物中某一组分的质量百分含量变化曲线,快速地找出最佳的TMO组合为Fe2O3:Co2O3=1:3。 展开更多

关键词 分析化学 过渡金属氧化物(tmo) 高氯酸铵(AP) 催化性能 热分解 协同效应

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钠离子电池层状正极材料研究进展 被引量：18

9

作者 朱晓辉 庄宇航 +3 位作者 赵旸 倪明珠 徐璟 夏晖 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第5期1340-1349,共10页

由于地球钠元素资源丰富、来源广泛,钠离子电池被认为是将来能够替代锂离子电池用于大规模储能的新型二次电池技术之一。正极材料作为钠离子电池的重要组成部分,决定了钠离子电池电化学性能的优劣。然而由于钠离子半径较大,开发结构稳... 由于地球钠元素资源丰富、来源广泛,钠离子电池被认为是将来能够替代锂离子电池用于大规模储能的新型二次电池技术之一。正极材料作为钠离子电池的重要组成部分,决定了钠离子电池电化学性能的优劣。然而由于钠离子半径较大,开发结构稳定且具有快速钠离子扩散性能的正极材料是获得高性能钠离子电池的挑战之一。近年来,越来越多的层状正极材料体系被开发出来,并展现出良好的电化学性能,对于钠离子电池具有较好的应用前景。本文综述了目前常见的层状钠离子电池正极材料,重点分析和探讨了层状钠离子电池正极材料的储钠机制,并展望了未来钠离子电池正极材料的发展趋势及应用前景。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 层状过渡金属氧化物 锰基体系

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钠钨青铜Na_(2)W_(4)O_(13)的孪晶结构与辐照相变 被引量：1

10

作者 林泽圣 刘曦 +10 位作者 蒋仁辉 李佩 赵培丽 唐真 王怀远 王桢源 黄天龙 吴姗姗 贾双凤 郑赫 王建波 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期283-294,共12页

本文采用热氧化法制备了Na_(2)W_(4)O_(13)纳米片,并利用球差校正扫描透射电子显微技术对其孪晶畴结构进行了原子尺度表征,发现样品中存在大量镜面孪晶结构。结合群论中的母子群关系理论,解析了Na_(2)W_(4)O_(13)中畴结构形成的原因,并... 本文采用热氧化法制备了Na_(2)W_(4)O_(13)纳米片,并利用球差校正扫描透射电子显微技术对其孪晶畴结构进行了原子尺度表征,发现样品中存在大量镜面孪晶结构。结合群论中的母子群关系理论,解析了Na_(2)W_(4)O_(13)中畴结构形成的原因,并预测了9种可能的畴结构,其中type3镜面孪晶与实验中观察到取向关系为[010]//[010]_(T)、(100)//(100)_(T)的(100)孪晶一致。经过电子束辐照,三斜结构的Na_(2)W_(4)O_(13)可以相变为立方结构的NaxWO_(3)(x<05)。而有孪晶存在的样品中,相变过程中容易出现缺陷,这可能是由晶格失配导致的。论文结果为理解钠钨青铜材料的结构与性能提供借鉴。 展开更多

关键词 钠钨青铜Na_(2)W_(4)O_(13) 过渡金属层状氧化物 取向畴 群论 透射电子显微学

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超级电容器中的二维材料 被引量：7

11

作者 唐捷 华青松 +3 位作者 元金石 张健敏 赵玉玲 无 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期26-35,共10页

以石墨烯为代表的具有层状结构的二维材料因具有大比表面积等特性成为超级电容器电极材料的热门候选。文章着眼于针对诸如石墨烯、过渡金属二硫族化合物、过渡金属碳/氮化物、层状过渡金属氧化物/氢氧化物等二维材料在超级电容器领域应... 以石墨烯为代表的具有层状结构的二维材料因具有大比表面积等特性成为超级电容器电极材料的热门候选。文章着眼于针对诸如石墨烯、过渡金属二硫族化合物、过渡金属碳/氮化物、层状过渡金属氧化物/氢氧化物等二维材料在超级电容器领域应用的研究,尝试总结了其制备方法、产物形貌特征以及作为电极的性能等,并对这一领域的未来发展和面临的挑战提出了看法与预测。 展开更多

关键词 超级电容器 双电层电容器 赝电容电容器 二维材料 石墨烯 过渡金属二硫族化合物(TMDCs) 过渡金属碳/氮化物(MXenes) 层状过渡金属氧化物(tmos) 层状过渡金属氢氧化物(TMHs)

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利用无序钠空位构筑高倍率钠离子电池正极材料 被引量：3

12

作者 陈军 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第4期347-348,共2页

由于全球分布广泛的钠资源以及价格低廉的钠盐成本,钠离子电池有望应用于未来大规模储能领域1,2。层状过渡金属氧化物正极材料是目前最有希望实现商业化的正极材料之一,根据钠离子在过渡金属层间的占位方式不同和单位晶胞氧层堆积方式... 由于全球分布广泛的钠资源以及价格低廉的钠盐成本,钠离子电池有望应用于未来大规模储能领域1,2。层状过渡金属氧化物正极材料是目前最有希望实现商业化的正极材料之一,根据钠离子在过渡金属层间的占位方式不同和单位晶胞氧层堆积方式的差异,层状正极材料热力学稳定相主要分为P2型和O3型两类。 展开更多

关键词 层状正极材料 钠离子电池 过渡金属氧化物 高倍率 空位 无序 全球分布 堆积方式

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基于P2-Na_(0.7)CoO_2微球的高性能钠离子电池正极材料 被引量：2

13

作者 庄林 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1271-1272,共2页

钠具有资源丰富、价格低廉、环境友好以及与锂相似的电化学性质等特点。相比于锂离子电池，钠离子电池更适合应用于大规模储能，近年来得到了研究人员的广泛关注。目前，所研究的钠离子电池正极材料主有层状金属氧化物、隧道型金属氧化... 钠具有资源丰富、价格低廉、环境友好以及与锂相似的电化学性质等特点。相比于锂离子电池，钠离子电池更适合应用于大规模储能，近年来得到了研究人员的广泛关注。目前，所研究的钠离子电池正极材料主有层状金属氧化物、隧道型金属氧化物、普鲁士蓝类化合物和聚阴离子型化合物等。其中，层状过渡金属氧化物正极材料由于体系丰富、电化学活性元素多而成为研究的重点。然而，由于其电化学反应过程中存在较多的相变和结构变化， 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 层状金属氧化物 过渡金属氧化物 电化学性质 锂离子电池 性能 微球

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一步水热法制备MoO_3@TiO_2/Ti_3C_2及其电化学性能研究

14

作者 朱建锋 鹿萧 +1 位作者 任国富 胡相君 《陕西科技大学学报（自然科学版）》 2017年第2期40-44,共5页

以七钼酸铵、盐酸、二维层状Ti_3C_2为原料采用水热法制备了一种超级电容器的电极材料,并且研究了负载MoO_3对于Ti_3C_2电化学性能的影响.采用XRD和SEM对复合材料的组成和微观结构进行分析,并利用电化学工作站对材料进行电化学性能的测... 以七钼酸铵、盐酸、二维层状Ti_3C_2为原料采用水热法制备了一种超级电容器的电极材料,并且研究了负载MoO_3对于Ti_3C_2电化学性能的影响.采用XRD和SEM对复合材料的组成和微观结构进行分析,并利用电化学工作站对材料进行电化学性能的测试,其中包括循环伏安曲线,恒流充放电曲线,阻抗和循环性能的测试.结果表明:通过引入Mo源生成MoO_3和原位生成TiO_2对材料进行改性,增加了电解液与电极材料的接触面积并形成离子通道,加快了电解液中的离子移动的速率,从而提高了材料的电化学性能. 展开更多

关键词 二维层状Ti3C2 超级电容器 电化学性能 过渡金属氧化物

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Sn掺杂NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3-x)Sn_(x)O_(2)正极材料制备及其电化学性能 被引量：1

15

作者 张浩然 车海英 +7 位作者 郭凯强 申展 张云龙 陈航达 周煌 廖建平 刘海梅 马紫峰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1874-1882,共9页

O_(3)型NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料因兼具高容量特性和稳定的结构,已被认为是率先进入产业化的层状结构过渡金属氧化物正极材料之一。然而,该过渡金属氧化物正极材料的循环稳定性及倍率性能有待进一步提高。本工作制备一种Sn... O_(3)型NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料因兼具高容量特性和稳定的结构,已被认为是率先进入产业化的层状结构过渡金属氧化物正极材料之一。然而,该过渡金属氧化物正极材料的循环稳定性及倍率性能有待进一步提高。本工作制备一种Sn掺杂NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3-x)Sn_(x)O_(2)正极材料。结构表征发现,适量的Sn掺杂不改变NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料的R3m空间群O_(3)型层状结构,同时Sn取代部分Mn可使层间距增大,增强Na^(+)扩散能力,减少嵌/脱钠过程对结构的破坏,但会使TM—O键长收缩,从而增强过渡金属层的结构稳定性。TEM测试表明,Sn掺杂的NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料呈现出更完善的层状晶格结构,这在一定程度上抑制了晶格畸变。同时,Sn掺杂可提高正极材料的氧化还原反应可逆性,并可能减少有利相变P相的损失。电化学性能测试表明,当Sn掺杂计量比为0.02时的NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3-0.02)Sn_(0.02)O_(2)材料电化学性能最佳。在2~4 V充放电区间下,0.2 C倍率电流首次放电比容量为139.1 mAh/g。在8 C倍率下放电比容量达110.5 mAh/g、200圈循环后的容量保持率为80.1%。本研究揭示了Sn的作用机理,对设计高倍率性能和高循环稳定性的正极材料具有一定普遍意义。 展开更多

关键词 钠离子电池 NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)正极材料 Sn掺杂 层状结构过渡金属氧化物

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ZnCo-MOF-74衍生纳米球ZnO/ZnCo_(2)O_(4)的超级电容性能

16

作者 吴志辉 钱晶 +1 位作者 余沁芸 王亚珍 《电池》 CAS 2024年第2期175-179,共5页

双金属MOF-74独特的结构性能是构建多孔材料的理想前驱体之一。以ZnCo-MOF-74作为前驱体,通过高温煅烧法制备衍生物ZnO/ZnCo_(2)O_(4)纳米球,并对材料的结构和形貌进行分析。在6 mol/L KOH溶液的三电极体系中测试样品的电化学性能,在电... 双金属MOF-74独特的结构性能是构建多孔材料的理想前驱体之一。以ZnCo-MOF-74作为前驱体,通过高温煅烧法制备衍生物ZnO/ZnCo_(2)O_(4)纳米球,并对材料的结构和形貌进行分析。在6 mol/L KOH溶液的三电极体系中测试样品的电化学性能,在电流为1.0 A/g、n(Zn)∶n(Co)=1∶1时制得的ZnO/ZnCo_(2)O_(4),比电容达1047.8 F/g,高于其他比例下所得到的混合金属氧化物。ZnO/ZnCo_(2)O_(4)的高比电容和良好的倍率性能归因于较大的比表面积和双金属的协同效应。以n(Zn)∶n(Co)=1∶1合成的纳米球ZnO/ZnCo_(2)O_(4)为正极材料、活性炭为负极材料制备的不对称超级电容器,在0.5 A/g下的比电容为74.3 F/g,在比功率536.3 W/kg时,比能量为26.4 W·h/kg;以10.0 A/g电流在0~1.6 V循环2000次后,电容保持率为81.3%。 展开更多

关键词 过渡金属氧化物(tmos) ZnO/ZnCo_(2)O_(4) 金属有机框架(MOFs) 电极材料 超级电容器

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