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二硫化锡基钠离子电池负极材料研究进展 被引量：2
1
作者 李倩 李常林 +4 位作者 王硕然 黄娜 王文培 马红周 翁雅青 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第4期525-535,共11页
随着化石能源的消耗和人们对清洁可再生能源需求的不断增加,开发新型储能材料刻不容缓。钠离子电池因钠资源丰富,在大规模储能方面成为继锂离子电池之后最具前景的二次电池。电池的负极材料对电池的电化学性能有着重要的影响,二硫化锡... 随着化石能源的消耗和人们对清洁可再生能源需求的不断增加,开发新型储能材料刻不容缓。钠离子电池因钠资源丰富,在大规模储能方面成为继锂离子电池之后最具前景的二次电池。电池的负极材料对电池的电化学性能有着重要的影响,二硫化锡作为钠离子电池的负极材料具有高理论比容量、易于调控的形貌和优异的循环稳定性等特点,引发研究人员的广泛关注。对二硫化锡的结构以及作为钠离子电池负极材料的钠化机理进行了总结,概括了提高其电化学性能的一些方法,最后对二硫化锡负极材料在钠离子电池中面临的挑战和发展前景进行了总结和展望。 展开更多
关键词 钠离子电池 负极材料 二硫化锡 钠化机理 电化学性能
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钠离子电池正极材料NaMn_(0.33)Fe_(0.33)Ni_(0.33)O_(2)的喷雾干燥法制备及其改性
2
作者 张庆印 杨訾 +2 位作者 赵静 张桂芳 时志强 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期40-46,共7页
为了制备颗粒较均一的钠离子电池正极材料NaMn_(0.33)Fe_(0.33)Ni_(0.33)O_(2)(NFM111),以乙酸镍四水合物、柠檬酸铁、乙酸锰四水合物、乙酸钠三水合物以及无水柠檬酸为原料配制出喷雾溶液,采用喷雾干燥法制备前驱体,预氧化后进行球磨... 为了制备颗粒较均一的钠离子电池正极材料NaMn_(0.33)Fe_(0.33)Ni_(0.33)O_(2)(NFM111),以乙酸镍四水合物、柠檬酸铁、乙酸锰四水合物、乙酸钠三水合物以及无水柠檬酸为原料配制出喷雾溶液,采用喷雾干燥法制备前驱体,预氧化后进行球磨并掺杂TiO_(2)后再进行高温烧结,得到NFM111@TiO_(2);采用物性表征和电化学测试,探究不同煅烧温度对NFM111的影响。结果表明:本文制备的NFM111@TiO_(2)颗粒的粒径大小一致;煅烧温度为900℃时增大了NFM111的层间距,进而增大了钠离子传输速率,NFM111@TiO_(2)的首圈放电比容量为143.2 mA·h/g,100圈后容量保持率为86.8%,具有良好的电化学性能。 展开更多
关键词 喷雾干燥法 钠离子电池 正极材料 层状氧化物 掺杂
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CoSe_(2)/MXene复合材料的制备及在钠离子电池中的应用
3
作者 何锡凤 王福洋 马洁 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第5期1140-1146,共7页
采用常规水热法在二维材料MXene(Ti_(3)AlC_(2))上原位生长多孔纳米立方体CoSe_(2),调控制备活性位点多、结构稳定的CoSe_(2)/MXene复合材料。采用SEM、TEM、XRD、XPS对复合材料的结构和形貌进行表征。结果显示,该复合材料不仅有效抑制M... 采用常规水热法在二维材料MXene(Ti_(3)AlC_(2))上原位生长多孔纳米立方体CoSe_(2),调控制备活性位点多、结构稳定的CoSe_(2)/MXene复合材料。采用SEM、TEM、XRD、XPS对复合材料的结构和形貌进行表征。结果显示,该复合材料不仅有效抑制MXene薄片的重新堆积,还可缓解CoSe_(2)充放电过程中的体积膨胀。将CoSe_(2)/MXene作为钠离子电池负极进行性能测试,表现出优秀的循环性能,在0.2 A/g电流密度时,复合材料循环100圈后的比容量仍可达497.3 mAh·g^(-1)。 展开更多
关键词 MXene CoSe_(2) 钠离子电池 负极材料
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钠离子电池硬碳闭孔结构研究进展
4
作者 王阳峰 侯佳傲 +2 位作者 朱紫宸 所聪 侯栓弟 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第2期555-569,共15页
钠离子电池具有原料资源丰富、成本低、低温性能好等优势,被认为是锂离子电池在规模储能、低速电动交通领域的最佳补充甚至替代,引起了人们的广泛关注。硬碳是目前最具实用化潜力的钠离子电池负极材料,其闭孔结构有利于提升低电压平台... 钠离子电池具有原料资源丰富、成本低、低温性能好等优势,被认为是锂离子电池在规模储能、低速电动交通领域的最佳补充甚至替代,引起了人们的广泛关注。硬碳是目前最具实用化潜力的钠离子电池负极材料,其闭孔结构有利于提升低电压平台区容量,但硬碳低电压平台区产生机制还存在争议,且硬碳闭孔结构与电化学性能间的构效关联尚不明确,这严重制约了钠离子电池的产业化进程。本文综述了近年来钠离子电池硬碳闭孔结构的研究进展,首先,总结了硬碳材料闭孔结构的基本定义及储钠机理;随后,重点介绍了不同的碳材料闭孔结构调控方法、闭孔结构分析表征技术,以及闭孔结构和储钠电化学性能之间的关联关系;最后,分析了闭孔结构在钠离子电池硬碳材料电化学性能发挥中存在的问题及挑战,并提出了未来研究的主要发展方向。 展开更多
关键词 钠离子电池 硬碳 闭孔 平台区容量
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钠离子电池正极表面残余碱转换钠补偿包覆层
5
作者 乌兰 杨杰 +2 位作者 耿磊 胡润 彭尚龙 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第1期21-29,共9页
钠离子电池(SIBs)在大规模电能存储领域引起了广泛关注。然而,在高温固相法合成层状正极材料的过程中,钠盐和金属氧化物通过化学键的断裂和重组形成层状结构,部分钠盐未能进入材料的体相结构,而是残留在材料表面形成碱性物质,如NaOH、Na... 钠离子电池(SIBs)在大规模电能存储领域引起了广泛关注。然而,在高温固相法合成层状正极材料的过程中,钠盐和金属氧化物通过化学键的断裂和重组形成层状结构,部分钠盐未能进入材料的体相结构,而是残留在材料表面形成碱性物质,如NaOH、NaHCO_(3)和Na_(2)CO_(3),统称为残碱。这些残碱加速了液体电解质中过渡金属层的溶解,导致正极材料的晶体结构发生不可逆的退化。此外,碳酸钠在高电压下分解产生二氧化碳气体,是电池胀包的原因之一,带来安全隐患,并导致钠离子全电池中出现严重的钠离子损失,限制了其能量密度和循环寿命。为了解决这一问题,本研究采用了一种创新性实验方案,将材料表面的有害残碱成分成功转化为NaMgPO4包覆层结构。近年来兴起的差示电化学质谱(DEMS)技术被用来验证该残碱处理工艺的效果。制备的NaMgPO4包覆层均匀覆盖在正极材料表面,厚度约为5 nm,且具有良好的结晶性。X射线衍射(XRD)分析表明,包覆材料的衍射峰与原始材料的衍射峰完全对应,证明少量包覆不会影响材料的晶体结构。此外,包覆层的存在轻微扩大了钠层间距,提升了正极材料的倍率性能。NNM-2材料展示出优异的倍率性能,在1 C电流密度下首圈放电比容量为169 mAh/g,经过100次循环后容量保持率为74%。在充放电过程中基本不再产生CO_(2),表明残碱含量显著减少。 展开更多
关键词 钠离子电池 残碱 NaMgPO4包覆 电化学质谱
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钠离子电池硬碳负极容量提升策略研究进展 被引量：2
6
作者 常永刚 张晋豪 +3 位作者 解炜 李秀春 王毅林 陈成猛 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第2期544-554,共11页
锂离子电池作为电化学储能领域的代表性技术,在经济社会发展中愈发不可或缺。但全球锂资源分布不均,我国锂资源安全受到严峻挑战。相比之下,钠离子电池由于储量丰富有望成为锂离子电池的重要补充技术和新能源产业摆脱对外资源依赖的重... 锂离子电池作为电化学储能领域的代表性技术,在经济社会发展中愈发不可或缺。但全球锂资源分布不均,我国锂资源安全受到严峻挑战。相比之下,钠离子电池由于储量丰富有望成为锂离子电池的重要补充技术和新能源产业摆脱对外资源依赖的重要解决方案。负极材料是影响钠离子电池性能的关键因素之一。硬碳由于其综合性能良好已经率先产业化,但其容量低仍限制了其进一步发展。本文首先回顾了硬碳储钠的四种模型,包括“插入-填充”模型,“吸附-插入”模型,“吸附-填充”模型,“三阶段”模型。其次介绍了拉曼光谱、对分布函数、正电子湮灭寿命谱、扩展X射线吸收精细结构和电子顺磁共振、气体吸脱附、小角X射线散射等在缺陷及孔结构表征上的应用。着重介绍了斜坡平台容量提升策略诸如杂原子掺杂、碳化温度调控、孔结构调控、微晶结构调控等方法。综合分析表明,通过增加硬碳中的缺陷浓度可以有效地提升硬碳的斜坡容量以及通过提升闭孔孔容可以有效提升硬碳的平台容量。最后提出了硬碳的发展方向和展望,旨在为钠离子电池的进一步发展提供有价值的参考。 展开更多
关键词 钠离子电池 硬碳 斜坡平台容量优化 闭孔形成机理
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钠离子电池关键材料的热行为研究新进展 被引量：1
7
作者 孙文浩 田君 +5 位作者 高洪波 刘娜 张锟 梁晓嫱 王聪杰 王浩辰 《材料导报》 北大核心 2025年第11期16-26,共11页
钠离子电池凭借其低成本、宽工作温度范围和高安全性等优势,在新能源产业中展现出广阔的应用前景。然而,电极材料与有机电解液在高温下的非本征安全对钠离子电池的工作稳定性造成了较大的威胁。深入研究钠离子电池关键材料的热行为,对... 钠离子电池凭借其低成本、宽工作温度范围和高安全性等优势,在新能源产业中展现出广阔的应用前景。然而,电极材料与有机电解液在高温下的非本征安全对钠离子电池的工作稳定性造成了较大的威胁。深入研究钠离子电池关键材料的热行为,对于揭示钠离子电池的热失控机制以及指导其安全性设计具有至关重要的意义。因此,本文首先阐述了钠离子电池的热失控过程,然后系统性地归纳和讨论了钠离子电池关键材料(正极、负极和电解液)的热稳定性以及产热/产气特性,最后提出了改善钠离子电池安全性的策略,并对其未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 钠离子电池 热失控 热稳定性 电极材料 电解液
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钠离子电池硬炭负极过充析钠实验研究
8
作者 刘乾磊 戴丽琴 +3 位作者 易宗琳 苏方远 孙国华 陈成猛 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第8期2812-2819,共8页
钠离子电池是临近空间飞行器二次电池的有力候选者。关于硬炭负极析钠的监测、失效及析钠机制分析对钠离子电池的管理和使用具有指导意义,但该方面研究较少。对此,通过设置一系列的析钠梯度,利用微分容量曲线,结合扫描电子显微镜(SEM)... 钠离子电池是临近空间飞行器二次电池的有力候选者。关于硬炭负极析钠的监测、失效及析钠机制分析对钠离子电池的管理和使用具有指导意义,但该方面研究较少。对此,通过设置一系列的析钠梯度,利用微分容量曲线,结合扫描电子显微镜(SEM)、恒电流间歇滴定(GITT)等方法对负极析钠行为进行研究。结果表明:在20 mA/g电流密度下放电12.5 h,硬炭表面形成钠团簇,继续钠化2.5 h,钠团簇转变为钠金属,同时,钠金属的脱钠电位可以被微分容量曲线监测;由于钠团簇的脱钠能垒较低,不影响电池循环性能;钠金属块使电池界面阻抗和电荷转移阻抗进一步增加,导致循环容量加速衰减。 展开更多
关键词 钠离子电池 硬炭 负极 析钠 钠金属 失效
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基于铁基硫酸盐正极材料的钠离子电池研究进展
9
作者 董世讲 王哲 +1 位作者 王伟 焦树强 《有色金属科学与工程》 北大核心 2025年第3期425-439,共15页
近年来,锂资源短缺与分布不均问题日益突出。钠离子电池因其原料丰富、成本低等特点使得研究热度持续升高。在钠离子电池体系中,正极材料的性能对电池能量密度和制造成本起着关键作用。因此,开发具备高能量密度、高安全性、低成本的正... 近年来,锂资源短缺与分布不均问题日益突出。钠离子电池因其原料丰富、成本低等特点使得研究热度持续升高。在钠离子电池体系中,正极材料的性能对电池能量密度和制造成本起着关键作用。因此,开发具备高能量密度、高安全性、低成本的正极材料显得尤为重要。铁基硫酸盐正极材料因其原料来源丰富、成本低和工作电压高而备受关注。本文全面总结了铁基硫酸盐正极材料的特点与研究进展,特别是alluaudite-type Na_(2+2x)Fe_(2-x)(SO_(4))_(3),具有稳定的框架结构和约3.8 V的工作电压,被认为是最有前途的高性能正极材料。此外,本文还比较了采用不同方法合成的样品的物化性质和电化学性能,旨在通过总结和分析这些关系来阐明影响材料性能的关键因素。最后讨论了铁基硫酸盐面临的主要挑战,并对其性能优化策略进行了总结。 展开更多
关键词 铁基硫酸盐 正极材料 钠离子电池 合成方法
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电解液溶剂组成对钠离子电池性能的影响及其机制研究
10
作者 赵丽丽 刘振兴 +5 位作者 陈庆威 陈万桂 潘伟童 许建良 陈雪莉 王辅臣 《化学工程》 北大核心 2025年第5期1-5,41,共6页
溶剂是钠离子电池电解液的重要组成部分,在电解液系统中质量分数达80%-85%,深入了解溶剂组成对提高钠离子电池电化学性能、循环寿命和安全性具有重要意义。以六氟磷酸钠(NaPF6)为电解液溶质,揭示了EC(碳酸乙烯酯)、DMC(碳酸二甲酯)、EMC... 溶剂是钠离子电池电解液的重要组成部分,在电解液系统中质量分数达80%-85%,深入了解溶剂组成对提高钠离子电池电化学性能、循环寿命和安全性具有重要意义。以六氟磷酸钠(NaPF6)为电解液溶质,揭示了EC(碳酸乙烯酯)、DMC(碳酸二甲酯)、EMC(碳酸甲乙酯)等典型溶剂组成对钠离子电池性能的影响及其机制。实验结果表明:EC/DMC/EMC三元电解液体系在Na-HC(硬碳)半电池中的综合性能最优,其中EC/DMC/EMC(体积比1∶1∶1)在30 mA/g的电流密度条件下,其可逆比容量为304.2 mA·h/g,首周库仑效率88.85%;循环80圈后比容量达298.8 mA·h/g,容量保持率97.42%。EC/DMC/EMC(体积比1∶2∶2)电解液在高倍率5C充放电后,返回0.2C倍率时的比容量达到246.3 mA·h/g,相比之下二元电解液体系DMC/EMC(体积比1∶1)中仅为92.6 mA·h/g。CV、XPS和TEM表征显示,EC/DMC/EMC(体积比1∶2∶2)溶剂组成下形成了一层以NaF为主的均匀的SEI(固态电解质界面膜),使得该电池具有优越的电化学性能。 展开更多
关键词 钠离子电池 电解液 溶剂组成 电化学性能 固态电解质界面膜
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钠离子电池用聚丙烯隔膜的辐射接枝改性
11
作者 刘汶朋 沈丽 +1 位作者 王衡东 侯爱芹 《东华大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期89-95,共7页
为提高聚丙烯隔膜的亲液性,拓展其在钠离子电池中的应用前景,以甲基丙烯酸甲酯为接枝单体,通过辐射接枝的方法制备不同接枝率的改性聚丙烯隔膜,探讨了接枝率对改性聚丙烯隔膜的微观结构、化学结构、电解液润湿性及组装电池性能的影响。... 为提高聚丙烯隔膜的亲液性,拓展其在钠离子电池中的应用前景,以甲基丙烯酸甲酯为接枝单体,通过辐射接枝的方法制备不同接枝率的改性聚丙烯隔膜,探讨了接枝率对改性聚丙烯隔膜的微观结构、化学结构、电解液润湿性及组装电池性能的影响。结果表明:接枝单体增强了隔膜对电解液的亲和力,隔膜表面的多孔结构影响隔膜对电解液的吸收,高接枝率的改性隔膜表面的多孔结构被甲基丙烯酸甲酯覆盖,降低了隔膜的孔隙率和对电解液的吸收,接枝率为2.8%的改性隔膜保持了原始多孔结构,对电解液的吸收率有所提升,其组装电池的电化学测试结果均优于原始隔膜组装电池。 展开更多
关键词 聚丙烯隔膜 辐射接枝 钠离子电池 甲基丙烯酸甲酯
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静电纺丝制备柔性Sn–CNFs钠离子电池负极材料储能研究
12
作者 刘超群 刘擎 迟彩霞 《中国陶瓷》 北大核心 2025年第5期25-29,共5页
基于合金化反应的锡基钠离子负极材料因其高理论容量受到广泛关注,但是,在电化学反应过程中的粒子聚集以及体积膨胀使锡基负极材料的循环稳定性和倍率性能有待提升。因此,通过静电纺丝的方法将锡纳米片嵌入到氮掺杂的碳纳米纤维中,制备... 基于合金化反应的锡基钠离子负极材料因其高理论容量受到广泛关注,但是,在电化学反应过程中的粒子聚集以及体积膨胀使锡基负极材料的循环稳定性和倍率性能有待提升。因此,通过静电纺丝的方法将锡纳米片嵌入到氮掺杂的碳纳米纤维中,制备了具有柔性无粘结剂的Sn-CNFs钠离子电池负极材料。作为活性材料的锡可以提供高的理论容量,氮掺杂的碳纤维可以有效地提升电极材料的导电性和结构稳定性。电化学性能测试表明,Sn-CNFs负极材料在电流密度为0.2 A/g、0.5 A/g、1.0 A/g、2.0 A/g时,可逆放电容量分别为788.7 mAh/g、596.2 mAh/g、483.8 mAh/g以及367.9 mAh/g,即使当电流密度增加到5.0 A/g时,仍然保持了264.7 mAh/g的可逆容量。在0.1 A/g的电流密度下循环60圈后仍然具有626.6 mAh/g,容量保持率为87%。本研究可为设计新型柔性钠离子电池负极材料提供一定借鉴。 展开更多
关键词 静电纺丝 柔性 锡基 钠离子电池 负极
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瞬时高温法构建椰壳基钠离子电池负极硬碳材料
13
作者 李俊潇 王傲 +2 位作者 汪书乐 张高月 孙康 《林产化学与工业》 北大核心 2025年第1期47-54,共8页
以椰壳为原料,通过预炭化和快速高温精炼的两步热解法制备了生物质椰壳硬碳(CHC),采用高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、元素分析和N2吸附-脱附等温线等方法对CHC的形貌及结构进行了... 以椰壳为原料,通过预炭化和快速高温精炼的两步热解法制备了生物质椰壳硬碳(CHC),采用高分辨率透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、元素分析和N2吸附-脱附等温线等方法对CHC的形貌及结构进行了分析与表征。通过改变精炼温度调控硬碳的形貌结构,当精炼温度为1000、1200、1400、1600℃时,制得的椰壳硬碳分别标记为CHC-1000、CHC-1200、CHC-1400和CHC-1600。将所制得的硬碳材料用作钠离子电池负极并测试其电化学性能。利用焦耳加热装置制备硬碳,解决了以往硬碳制备过程中升/降温速率慢、能量利用率低的问题,为硬碳制备提供了新思路。结果显示:随着温度的升高,材料的石墨化程度增加,结构更加有序,其总比表面积逐渐减小,孔径分布集中在0~1 nm之间。1600℃下的样品获得了最优的电化学性能,在50 mA/g的电流密度下具有270.2(mA·h)/g的可逆循环容量和63.9%的首次库伦效率,支持“插层-填孔”机理,即斜坡容量归因于钠离子在硬碳碳层之间的插层行为,平台容量归因于钠离子在闭孔间的填充行为。 展开更多
关键词 生物质 焦耳加热 硬碳 表征 钠离子电池
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生物质基硬碳钠离子电池负极材料预处理研究进展
14
作者 张文浩 韩文佳 +4 位作者 陈安祥 周世晋 王晓龙 陈仪玮 李霞 《材料导报》 北大核心 2025年第9期201-212,共12页
生物质基硬碳因成本低廉、碳源丰富而广泛应用于钠离子电池负极材料的制备。但由于生物质前驱体组分和结构特性的局限,直接碳化制备的生物质基硬碳材料电性能难以满足需求。因此,通过在特定条件下对生物质前驱体进行预处理,调整和优化... 生物质基硬碳因成本低廉、碳源丰富而广泛应用于钠离子电池负极材料的制备。但由于生物质前驱体组分和结构特性的局限,直接碳化制备的生物质基硬碳材料电性能难以满足需求。因此,通过在特定条件下对生物质前驱体进行预处理,调整和优化生物质前驱体的组分和结构,增强其电化学性能成为当下的研究热点。本文从预处理角度出发,首先总结了近年来生物质资源化利用预处理工艺、作用以及机理,然后综述了化学法、物理法与生物法等三种生物质基硬碳钠离子电池负极材料预处理方法的研究进展,以期为后续研究者在生物质基硬碳材料预处理工艺的选择、应用上提供参考。 展开更多
关键词 生物质 硬碳 钠离子电池 负极材料 预处理
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钠离子电池铁基聚阴离子正极材料研究进展
15
作者 王禹尧 曹志涛 +2 位作者 杜泽宇 曹鑫鑫 梁叔全 《物理化学学报》 北大核心 2025年第4期40-59,共20页
钠离子电池由于资源储量丰富、原料成本低廉、低温和快充性能优异等特点,在电网储能和低速交通领域可与锂离子电池形成互补,具有十分可观的应用前景。正极材料是影响电池整体性能的核心,它既是钠离子电池比能量提高的瓶颈,也是决定电池... 钠离子电池由于资源储量丰富、原料成本低廉、低温和快充性能优异等特点,在电网储能和低速交通领域可与锂离子电池形成互补,具有十分可观的应用前景。正极材料是影响电池整体性能的核心,它既是钠离子电池比能量提高的瓶颈,也是决定电池成本的最重要因素。低成本铁基聚阴离子正极材料由于结构稳定性好、安全性高、随充放电体积应变小等优势,从基础研究到成果产业化方面均受到广泛关注。本文综述了钠离子电池铁基聚阴离子正极材料的最新进展,包括铁基磷酸盐、铁基氟磷酸盐、铁基焦磷酸盐、铁基硫酸盐、铁基混合聚阴离子化合物等。系统分析讨论了各类铁基聚阴离子材料的晶体结构、制备方法、储钠机理和改性策略等,揭示铁基聚阴离子材料化学组成、结构调控与性能提升的构效关系。展望了铁基聚阴离子正极材料从实验室基础研究走向大规模产业应用过程中面临的挑战和对策建议。为新型低成本、高比能正极材料的探索开发和钠离子电池的产业化推进提供理论和技术指导。 展开更多
关键词 钠离子电池 正极材料 铁基聚阴离子化合物 晶体结构 电化学性能
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钠离子电池正极预钠化技术进展
16
作者 李昱 李丹丹 +4 位作者 谢飞 唐彬 容晓晖 梁沁沁 胡勇胜 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第5期1748-1757,共10页
钠离子电池凭借原材料来源广泛、成本低廉等优势,被视作下一代非常重要的电化学储能器件。预钠化技术可通过引入额外的钠源,对首周充电时因生成界面而不可逆消耗的钠离子进行有效补充,进而有效提升电池的循环寿命与能量密度,在钠离子电... 钠离子电池凭借原材料来源广泛、成本低廉等优势,被视作下一代非常重要的电化学储能器件。预钠化技术可通过引入额外的钠源,对首周充电时因生成界面而不可逆消耗的钠离子进行有效补充,进而有效提升电池的循环寿命与能量密度,在钠离子电池的实际生产应用中具有重要价值。预钠化技术主要分为负极预钠化技术和正极预钠化技术。正极预钠化技术里的自牺牲型补钠剂预混法,操作简便,无需额外增加设备,有利于大规模推广。本文首先简单介绍了补钠剂的分类,然后梳理了这一方法在实际生产应用过程中存在的问题,具体涵盖生产储存环节的安全性与稳定性问题、电极制造过程中补钠剂的碱性以及粒径大小的问题,以及电池循环时补钠剂分解电位过高、补钠剂分解产物对电池体系的影响,补钠剂分解后形成的孔洞对极片产生的影响等问题。随后,本文归纳了近年来预钠化相关文献与专利中对应的解决方案,还对这一方法在无负极电池中的应用情况进行了介绍。最后,本文对未来补钠剂的开发提出了相应的设计原则,有望为正极预钠化技术的应用提供一定的指导与启发。 展开更多
关键词 钠离子电池 预钠化 自牺牲型补钠剂 专利分析
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钠离子电池锡基合金类负极材料研究进展
17
作者 陈钊 梁沁沁 +6 位作者 李玉婷 谢飞 唐彬 李建新 陆雅翔 陈爱兵 胡勇胜 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第3期883-897,共15页
负极材料是钠离子电池的重要组成部分,承担着接收并储存钠离子的重任从而影响电池的储能密度、功率密度、循环稳定性等。以锡为代表的合金类负极材料具有合适的电位和较高的理论比容量,是钠离子电池体系极具竞争力的负极材料。然而锡基... 负极材料是钠离子电池的重要组成部分,承担着接收并储存钠离子的重任从而影响电池的储能密度、功率密度、循环稳定性等。以锡为代表的合金类负极材料具有合适的电位和较高的理论比容量,是钠离子电池体系极具竞争力的负极材料。然而锡基负极,像合金类负极一样,具有钠化体积膨胀严重致颗粒粉化并失去电接触、固态电解质中间相不稳定、循环稳定性不佳等问题。本文通过对近期相关文献的分析,评述了钠离子电池领域锡基负极的研究现状,包括纯锡、锡碳复合、氧化锡、硫化锡、硒化锡、磷化锡等材料,并揭示了锡基合金类负极容量衰减的共性以及应对的改性策略。综合分析表明,针对锡基负极材料特点的活性物质的纳米化、相变过程调控和结构设计;对导电碳和黏结剂等非活性物质的改性与复合结构设计;电解质设计以及超高载量的锡箔形式负极等策略确实可以提升比容量、载量、倍率性能和循环稳定性等指标。众多策略对将在未来应用于钠离子电池体系,实现稳定、高倍率性能和高能量密度的锡基负极材料提出了合理构想。 展开更多
关键词 钠离子电池 锡基负极 合金化反应
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钠离子电池用磷酸盐基聚阴离子化合物正极材料研究进展
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作者 杨阳 杨慧雅 +5 位作者 周新东 胡雨涵 张子健 李凯文 林思睿 赵金保 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期45-62,共18页
[背景]全球锂资源的不断消耗及大规模储能需求的不断提升使得人们亟需寻求低成本的储能系统候选者.钠资源储量丰富,分布广泛,价格低廉,同时钠/锂离子电池之间相似的工作原理使部分生产设备可以兼容使用,因此钠离子电池在大规模化学储能... [背景]全球锂资源的不断消耗及大规模储能需求的不断提升使得人们亟需寻求低成本的储能系统候选者.钠资源储量丰富,分布广泛,价格低廉,同时钠/锂离子电池之间相似的工作原理使部分生产设备可以兼容使用,因此钠离子电池在大规模化学储能中具有得天独厚的优势.[进展]正极材料在钠离子电池中起着至关重要的作用,不仅决定着电池的成本,其物理化学和电化学行为也深刻影响着电池的能量密度、功率密度和安全性.目前文献报道的正极材料主要有3类:层状结构过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物和聚阴离子化合物.其中,磷酸盐基聚阴离子化合物结构稳定,安全性及倍率性能优异,是最有希望实现商业化的钠离子电池正极材料之一.本文综述目前典型的磷酸盐基聚阴离子化合物的结构特征、储钠机制和电化学行为,并系统分析探讨了现阶段针对其电导率差、比容量低所进行的主流改性策略.[展望]目前磷酸盐基聚阴离子正极材料商业化中的主要挑战及发展方向包括对材料进行改性,获得接近理论的比容量,同时突出发挥其低成本、稳定的特点,关注材料的储钠及动力学机理,为推进其进一步开发和产业化提供理论指导. 展开更多
关键词 钠离子电池 聚阴离子化合物 正极材料
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钠离子电池负极用立方体ZnSe/SnSe@C复合材料的制备及电化学性能
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作者 雷云平 李爱民 +2 位作者 冯丽 董雅倩 张耀辉 《机械工程材料》 北大核心 2025年第3期61-67,共7页
以氯化锌、四氯化锡和氢氧化钠为原料,聚乙二醇-4000为添加剂,通过室温水热反应制备纳米立方体ZnSn(OH)6前驱体,采用盐酸多巴胺包碳处理和高温硒化工艺制备立方体ZnSe/SnSe@C复合材料,研究了不同氯化锌和四氯化锡物质的量比(1∶1,1∶2,2... 以氯化锌、四氯化锡和氢氧化钠为原料,聚乙二醇-4000为添加剂,通过室温水热反应制备纳米立方体ZnSn(OH)6前驱体,采用盐酸多巴胺包碳处理和高温硒化工艺制备立方体ZnSe/SnSe@C复合材料,研究了不同氯化锌和四氯化锡物质的量比(1∶1,1∶2,2∶1)条件下制备复合材料的微观结构和物相组成,以及作为钠离子电池负极材料的电化学性能。结果表明:当氯化锌与四氯化锡的物质的量比为1∶2和2∶1时,复合材料中存在聚集的纳米颗粒,未发现碳均匀包覆的立方体颗粒,当氯化锌和四氯化锡的物质的量比为1∶1时,立方体形态规则,均匀分散,表面被一层碳均匀包覆;复合材料的物相均为ZnSe和SnSe的复合相,且具有较好的结晶性。当氯化锌和四氯化锡的物质的量比为1∶1时,在100 mA·g^(−1)电流密度下循环40圈后,复合材料的质量比容量仍可维持在410 mA·h·g^(−1),库伦效率约为94.6%,明显高于采用物质的量比为1∶2和2∶1的氯化锌和四氯化锡制备的复合材料,且在1 A·g^(−1)的大电流密度下循环200圈后,其质量比容量依然能够达到330 mA·h·g^(−1),库伦效率接近100%,该复合材料具有优异的循环稳定性。与氯化锌和四氯化锡物质的量比为1∶2和2∶1相比,物质的量比为1∶1的氯化锌和四氯化锡制备的复合材料具有较低的电荷转移阻抗和较快的离子扩散速率,表现出优异的电化学性能。 展开更多
关键词 立方体ZnSe/SnSe@C复合材料 负极材料 钠离子电池 电化学性能
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钠离子电池负极材料W-Nb_(2)O_(5)/C的制备及性能研究
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作者 刘亚婷 李黎兵 +3 位作者 李欣欣 苗永霞 陈俊利 杨新丽 《现代化工》 北大核心 2025年第5期163-170,共8页
采用水热法合成了W-Nb_(2)O_(5)/C纳米复合材料,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试技术对该材料的形貌和结构进行了表征,最后研究了其电化学性能。结果证明,5%W-Nb_(2)O_(... 采用水热法合成了W-Nb_(2)O_(5)/C纳米复合材料,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试技术对该材料的形貌和结构进行了表征,最后研究了其电化学性能。结果证明,5%W-Nb_(2)O_(5)/C-9复合材料电化学性能最佳,在0.01~3 V的电压区间、100 mA/g的电流密度下,100周循环以后放电比容量仍有191.0 mA·h/g,容量保持率为70.2%;在500 mA/g的电流密度下,循环500周后放电比容量仍有130.7 mA·h/g。W6+掺杂可以提升电极材料的比容量,碳复合可以增强Nb_(2)O_(5)纳米片材料的电子电导率,使得该材料表现出良好的循环性能和倍率性能。 展开更多
关键词 Nb_(2)O_(5) 钨掺杂碳复合材料 钠离子电池
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