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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钠离子电池铁基聚阴离子正极材料研究进展

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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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钠离子电池正极材料循环稳定性提升策略及产业化进程

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作者 张继国 吴田 +3 位作者 赵旭 杨钒 夏天 孙士恩 《无机材料学报》 北大核心 2025年第4期348-362,共15页

与传统锂离子电池相比,钠离子电池因其成本优势与可持续的资源供应,被看作是锂离子电池的理想替代品。现阶段主流钠离子电池正极材料包括过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物以及普鲁士蓝化合物。然而,正极材料存在不可逆相转化、Jahn-Tel... 与传统锂离子电池相比,钠离子电池因其成本优势与可持续的资源供应,被看作是锂离子电池的理想替代品。现阶段主流钠离子电池正极材料包括过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物以及普鲁士蓝化合物。然而,正极材料存在不可逆相转化、Jahn-Teller效应及界面不稳定等问题,这严重影响了钠离子电池的循环稳定性。本文系统介绍了钠离子电池正极材料循环稳定性提升策略的研究进展与产业化进程。首先,详细分析了正极材料的结构、优缺点,并对比了结构稳定性、成本以及循环性能等。其次,详细阐述了结构优化与化学元素掺杂策略在提升正极材料循环性能方面的最新研究进展,探索了结构稳定性、电子电导率、离子迁移速率等与电化学性能之间的相互影响关系。然后,归纳总结了钠离子电池的发展历程与近年来国内外的产业化进展。最后,梳理了钠离子电池正极材料及钠离子电池体系仍需关注的问题并展望了其发展前景,以期推进钠离子电池产业稳步、健康发展。 展开更多

关键词 钠离子电池 过渡金属氧化物 聚阴离子型化合物 普鲁士蓝化合物 循环稳定性 产业化 综述

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聚合物辅助生成焦磷酸铌NbP1.8O7用于钠离子电池负极 被引量：1

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作者 李忠涛 吕青 +2 位作者 刘涛 邢涛 刘海燕 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期182-188,共7页

提出一种利用聚合物合成焦磷酸铌NbP1.8O7的简易方法,采用聚合物辅助一步煅烧,通过调控含磷聚合物的加入量来制备纯相的焦磷酸铌,调控煅烧升温速率以进一步提高负极材料的无定型化,考察电极材料的电化学性能。结果表明:优化后的电极材... 提出一种利用聚合物合成焦磷酸铌NbP1.8O7的简易方法,采用聚合物辅助一步煅烧,通过调控含磷聚合物的加入量来制备纯相的焦磷酸铌,调控煅烧升温速率以进一步提高负极材料的无定型化,考察电极材料的电化学性能。结果表明:优化后的电极材料电化学储钠性能优异;制备5℃/min升温速率下的趋于无定形的焦磷酸铌在1 000 mA/g的电流密度下循环5 000圈后可逆放电比容量仍有164.6 mA·h/g,在2 000 mA/g的大电流密度下循环5 000圈后仍有101.37 mA·h/g的高可逆比容量。 展开更多

关键词 钠离子电池 负极材料 聚阴离子化合物 焦磷酸铌

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超分子聚合物衍生的新型Nb(PO_(4))O的制备及其在钠离子电池中的应用

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作者 顾鑫 尚鑫超 +4 位作者 王明清 刘涛 邢涛 李跃然 李忠涛 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期220-229,共10页

由于资源有限和成本较高,锂电池的大规模应用受到影响。相比之下,钠资源储量丰富,作为锂的替代品逐渐得到重视。然而,由于钠离子较大的半径,在电极嵌入/脱出过程中会使材料发生较大的体积变化,导致结构坍塌。要实现钠电的高性能应用,必... 由于资源有限和成本较高,锂电池的大规模应用受到影响。相比之下,钠资源储量丰富,作为锂的替代品逐渐得到重视。然而,由于钠离子较大的半径,在电极嵌入/脱出过程中会使材料发生较大的体积变化,导致结构坍塌。要实现钠电的高性能应用,必须研发具有长循环寿命和优良倍率性能的负极材料。通过植酸三聚氰胺超分子聚合物辅助,运用一步煅烧法合成了一种新型的聚阴离子化合物氧化磷酸铌Nb(PO 4)O。该材料具备稳定的大框架结构,保证了钠离子的快速传输;表面疏松的片状结构有利于电解液和电极之间进行传质,有效缩短扩散路径。当用作钠电负极组装钠离子电池时,在1000 mA·g^(-1)的电流密度下,3000次循环以后可逆放电比容量达到133.7 mA·h·g^(-1);在4000 mA·g^(-1)的高电流密度下,可逆比容量仍有117.9 mA·h·g^(-1),与Nb_(2)O_(5)相比,具有明显的倍率性能和超长的循环稳定性。 展开更多

关键词 钠离子电池 负极材料 聚阴离子化合物 氧化磷酸铌

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钠离子电池聚阴离子型正极材料的不足与改进

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作者 谢伟超 吴剑超 +3 位作者 唐朝辉 朱贤徐 张喻升 李加兴 《电池》 CAS 北大核心 2024年第6期873-878,共6页

钠离子电池因钠资源丰富带来的低成本优势,成为锂离子电池潜在的替代方案。聚阴离子化合物作为一种钠离子电池正极材料,凭借结构多样性、高工作电压和高结构稳定性等特点,成为储能电极材料领域的研究热点。基于钠离子电池的工作原理以... 钠离子电池因钠资源丰富带来的低成本优势,成为锂离子电池潜在的替代方案。聚阴离子化合物作为一种钠离子电池正极材料,凭借结构多样性、高工作电压和高结构稳定性等特点,成为储能电极材料领域的研究热点。基于钠离子电池的工作原理以及材料结构与性能的关系,对正磷酸盐、焦磷酸盐、硫酸盐、氟磷酸盐和混合磷酸盐等聚阴离子正极材料的研究进展进行综述,指出各类材料的不足,并给出可行的改进手段。 展开更多

关键词 钠离子电池 聚阴离子化合物 正极材料 电化学性能 改性

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钠离子电池正极材料的研究进展 被引量：12

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作者 杨绍斌 董伟 +5 位作者 沈丁 王晓亮 李思南 王峰 王阳 孙闻 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第13期13001-13006,共6页

钠离子电池与锂离子电池相比,具有钠资源储量丰富、价格低廉等优点,被认为是发展新能源、实现规模化储能极具潜力的二次电池。近年来钠离子电池成为人们研究的热点,相关报道也在逐年增加。综述了钠离子电池正极材料发展中典型化合物,如... 钠离子电池与锂离子电池相比,具有钠资源储量丰富、价格低廉等优点,被认为是发展新能源、实现规模化储能极具潜力的二次电池。近年来钠离子电池成为人们研究的热点,相关报道也在逐年增加。综述了钠离子电池正极材料发展中典型化合物,如过渡金属氧化物、聚阴离子化合物等的研究进展,以及目前人们主要采用的纳米化、包覆、掺杂等几种有效的改性手段,并对正极材料未来的研究方向以及发展前景提出了展望。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 过渡金属氧化物 聚阴离子化合物

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新型负极材料LiTi_2(PO_4)_3的合成及电化学性能研究 被引量：1

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作者 冯传启 李琳 +2 位作者 汤晶 周天兴 陈骁 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期242-244,共3页

以碳酸锂(Li2CO3)、二氧化钛(Ti O2)、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)为主要原料,采用流变相反应法成功地合成了Li Ti2(PO4)3,并探讨不同合成温度对Li Ti2(PO4)3结构及电化学性能的影响。采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)技术对... 以碳酸锂(Li2CO3)、二氧化钛(Ti O2)、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)为主要原料,采用流变相反应法成功地合成了Li Ti2(PO4)3,并探讨不同合成温度对Li Ti2(PO4)3结构及电化学性能的影响。采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)技术对合成材料的晶体结构和形貌进行了表征,采用恒流充、放电系统及交流阻抗测试法对合成材料的电化学性能进行了测试,结果表明:在小电流密度下两种温度合成的产物电化学性能差别不大,但在较高倍率下充、放电时,600℃下合成的样品具有较高的比容量和较好的循环性能,还对合成温度影响Li Ti2(PO4)3性能的原因进行了初步探讨。 展开更多

关键词 锂离子电池 聚阴离子型化合物 LiTi2(PO4)3 流变相反应法

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新一代储能钠离子电池正极材料的改性研究进展 被引量：8

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作者 朱子翼 董鹏 +5 位作者 张举峰 黎永泰 肖杰 曾晓苑 李雪 张英杰 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1043-1056,共14页

近年来,原料广泛、成本低廉的钠离子电池被公认为新一代综合效能优异的储能电池系统,但较低的能量密度和有限的循环寿命仍然是阻碍其商业化应用的主要挑战。借鉴锂离子电池的开发经验,合理的改性工艺已被证实可以明显提高钠离子电池的... 近年来,原料广泛、成本低廉的钠离子电池被公认为新一代综合效能优异的储能电池系统,但较低的能量密度和有限的循环寿命仍然是阻碍其商业化应用的主要挑战。借鉴锂离子电池的开发经验,合理的改性工艺已被证实可以明显提高钠离子电池的电化学性能,尤其是在已建立的正极体系中。本文分析了过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类化合物以及有机化合物等钠离子电池正极材料的结构、性能特点,并系统综述了粒径纳米化、表面包覆、元素掺杂等多类改性方法的最新研究成果。未来的研发和设计中,改进合成工艺控制粒径、拓宽包覆物质种类、梯度掺杂协同元素以及寻找不同结构特征的钠离子电池正极材料是研究重点。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 过渡金属氧化物 聚阴离子化合物 普鲁士蓝类化合物 有机化合物

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钠离子电池钒基聚阴离子型正极材料的发展现状与应用挑战 被引量：10

10

作者 易红明 吕志强 +3 位作者 张华民 宋明明 郑琼 李先锋 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第5期1350-1369,共20页

钠离子电池以其资源丰富、性价比高等优势有望在电动自行车、低速电动车、固定式储能领域获得广泛应用。在众多正极材料中,钒基聚阴离子型化合物因具有能量密度高、功率密度高、稳定性好等优点成为研究热点之一。但是其本征电子电导率较... 钠离子电池以其资源丰富、性价比高等优势有望在电动自行车、低速电动车、固定式储能领域获得广泛应用。在众多正极材料中,钒基聚阴离子型化合物因具有能量密度高、功率密度高、稳定性好等优点成为研究热点之一。但是其本征电子电导率较低,同时由于制备方法不当等带来的体相电子和离子传递阻力较大等缺陷,限制了材料的实际比容量、倍率性能及稳定性等。本文从几种典型的钒基聚阴离子型化合物的晶胞结构和储钠特性分析入手,从微观材料本体和介观电极结构的角度讨论钒基聚阴离子型化合物中电荷传递过程、动力学提升策略并总结近期进展;结合钒基聚阴离子型化合物的实用化需求,凝练出推进钒基聚阴离子型化合物进一步发展的重要研究方向。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 钒基聚阴离子型化合物 电荷传递动力学 低成本规模化制备 实用化

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锂离子电池正极材料钒改性聚阴离子型化合物的研究进展 被引量：1

11

作者 魏雪霞 杨洪 +1 位作者 程璇 张颖 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期643-651,共9页

聚阴离子型化合物(LiMXOm,M=Fe、Mn、Co、Ni,X=P、Si、S、B、Ti)具有结构稳定、安全性能好等特点,被认为是一种较理想的动力锂离子电池正极材料,但较低的本征电导率严重限制了其实际应用.钒改性可以有效地改善聚阴离子型正极材料的电化... 聚阴离子型化合物(LiMXOm,M=Fe、Mn、Co、Ni,X=P、Si、S、B、Ti)具有结构稳定、安全性能好等特点,被认为是一种较理想的动力锂离子电池正极材料,但较低的本征电导率严重限制了其实际应用.钒改性可以有效地改善聚阴离子型正极材料的电化学性能,而钒改性方法、钒的用量以及钒的多种价态等造成钒的存在形式复杂多变,分析困难,目前有关钒改性的作用机理仍不清楚.本文简要介绍了钒改性的主要方式,详细综述了钒改性聚阴离子型正极材料磷酸铁锂和硅酸铁锂的研究现状,讨论了钒改性和钒表征的难点,指出了今后该领域的研究方向. 展开更多

关键词 锂离子电池 正极材料 聚阴离子型化合物 钒改性

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锰基钠离子电池正极材料Jahn-Teller效应抑制方法进展 被引量：4

12

作者 王绍聪 李伟 +2 位作者 黄瑞琴 郭艺飞 刘峥 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期139-149,共11页

本文对近些年国内外锰基钠离子电池正极材料Jahn-Teller效应抑制方法的研究成果进行了综述。目前抑制锰基电极材料Jahn-Teller效应方法主要有掺杂、包覆等。首先介绍钠离子电池正极材料中锰基层状过渡金属氧化物和Na_(2)MnPO_(4)F聚阴... 本文对近些年国内外锰基钠离子电池正极材料Jahn-Teller效应抑制方法的研究成果进行了综述。目前抑制锰基电极材料Jahn-Teller效应方法主要有掺杂、包覆等。首先介绍钠离子电池正极材料中锰基层状过渡金属氧化物和Na_(2)MnPO_(4)F聚阴离子型化合物晶体结构和电化学性能;重点介绍了掺杂和包覆两种抑制手段及抑制效果,研究表明掺杂可以调控锰离子价态,稳定其结构不发生畸变,因而掺杂在抑制Jahn-Teller效应方面优于包覆。掺杂的研究热点主要涉及金属阳离子掺杂、非金属阴离子掺杂、氧空位生成,而能有效将电极材料与电解液隔离的包覆也在一定程度上抑制Jahn-Teller效应。最后总结指出抑制Jahn-Teller效应最有效的方法还是从材料结构入手,通过控制Mn—O键长来保证材料结构不会发生扭曲,同时Mn^(3+)浓度也会相应降低。本文对于Jahn-Teller效应抑制方法的系统总结有望为日后提出新的抑制Jahn-Teller效应的方案提供理论基础。 展开更多

关键词 钠离子电池 聚阴离子化合物 正极材料 JAHN-TELLER效应 锰离子

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聚阴离子型二次离子电池正极材料研究进展 被引量：7

13

作者 闫琦 兰元其 +1 位作者 姚文娇 唐永炳 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期872-886,共15页

二次离子电池作为诸多储能方式中的一种,具有循环性好、服役寿命长、安全性高、使用方便等优点,已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。然而,随着锂、钴等资源的短缺以及可再生清洁能源的快速发展,亟需发展高效、低成本且环保的... 二次离子电池作为诸多储能方式中的一种,具有循环性好、服役寿命长、安全性高、使用方便等优点,已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。然而,随着锂、钴等资源的短缺以及可再生清洁能源的快速发展,亟需发展高效、低成本且环保的新型二次离子电池技术,但其发展受限于缺乏优异的正极材料。相比于其他二次离子电池正极材料,聚阴离子化合物具有种类丰富、结构多样、工作电压可调、循环稳定性好等优点,是发展低成本环保二次离子电池的理想正极材料。本文根据聚阴离子的种类,将其相应正极材料系统分为磷酸盐类、硫酸盐类、其他单一聚阴离子类和混合聚阴离子类,并以LiFePO_(4)、Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)、NaVPO_(4)F、Na2Fe2(SO_(4))_(3)、KFeSO_(4)F、Li_(2)FeSiO_(4)等化合物为代表详细介绍了各类正极材料的晶体结构、电化学性能及储能机理。重点综述了各类聚阴离子型正极材料的研究进展,简要概述了对材料进行包覆、掺杂、纳米化等改性措施取得的研究成果。最后对聚阴离子型正极材料发展过程中的瓶颈(电子电导率低的问题)进行了论述,并提出了相应的解决策略。 展开更多

关键词 二次离子电池 正极材料 聚阴离子化合物 挑战与策略

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钠离子电池用铁基正极材料的研究进展 被引量：8

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作者 张洪霞 李少芳 +2 位作者 赵博 侯宪坤 吴兴隆 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1205-1222,共18页

气候变化和化石燃料枯竭等问题将促进新型绿色能源的开发和利用。因此,高效率、低成本、安全的储能系统,得到了越来越多的关注和研究。在各类储能系统中,二次电池是存储电能、为电子设备供电的最理想选择。目前,锂离子电池(LIBs)的应用... 气候变化和化石燃料枯竭等问题将促进新型绿色能源的开发和利用。因此,高效率、低成本、安全的储能系统,得到了越来越多的关注和研究。在各类储能系统中,二次电池是存储电能、为电子设备供电的最理想选择。目前,锂离子电池(LIBs)的应用最广泛。然而,地球上锂资源的短缺和分布不均造成的成本较高,急需研究和开发其他高性能的新型二次电池。钠元素具有地壳中储量丰富、均匀且与锂具有相似化学性质等优势,使得钠离子电池(SIBs)成为了取代LIBs最有前景的备选二次电池之一。然而,钠离子的体积较大、离子传导动力学更缓慢、导电性更差等问题,限制了SIBs高性能的实现,这是目前研究的难点和重点。此外,铁具有储量丰富、环境友好的特点,其在SIBs中的应用引起了电池领域科研工作者的广泛关注。因此,寻找良好的铁基正极材料成为SIBs高性能电极材料开发的一个重要研究方向。本综述对近年来SIBs铁基正极材料方面的研究进展进行了总结,并按照聚阴离子型化合物、过渡金属氧化物、普鲁士蓝及类似物和氟化物分类,进行了系统的阐述和分析。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 铁基化合物 聚阴离子材料 普鲁士蓝 氟化物

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钠离子电池正极材料的研究进展 被引量：6

15

作者 朱展枢 周宇 +1 位作者 刘杰飞 侯贤华 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第6期715-720,共6页

对于以风能、太阳能、潮汐能等为基础的发电体系和电网削峰填谷措施而言急需解决规模化储能问题,钠离子电池因其安全性高、资源丰富及成本低的优势有望是未来最理想可用于大规模储能领域的电源器件,提高钠离子电池正极材料的能量密度是... 对于以风能、太阳能、潮汐能等为基础的发电体系和电网削峰填谷措施而言急需解决规模化储能问题,钠离子电池因其安全性高、资源丰富及成本低的优势有望是未来最理想可用于大规模储能领域的电源器件,提高钠离子电池正极材料的能量密度是其成为高效率规模化储能装置的核心问题。分析了聚阴离子化合物、过渡金属氧化物和普鲁士蓝类化合物的结构特征、电化学特性以及改性方法,综述了其最新研究成果,以期为钠离子电池正极材料的技术研究和应用转化提供一定的参考。 展开更多

关键词 钠离子电池 正极材料 聚阴离子化合物 过渡金属氧化物 普鲁士蓝化合物

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镁离子电池正极材料的研究现状

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作者 张琴 胡耀波 +1 位作者 王润 王俊 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期128-138,共11页

石油和天然气等传统能源的过度消耗导致环境污染和能源危机日趋严重。因此,迫切需要开发环境友好、大规模且高效的储能装置来持续性地获取风能、太阳能等间歇性能源。而在各种储能技术中,二次电池因具有能量转换效率高、使用寿命长和成... 石油和天然气等传统能源的过度消耗导致环境污染和能源危机日趋严重。因此,迫切需要开发环境友好、大规模且高效的储能装置来持续性地获取风能、太阳能等间歇性能源。而在各种储能技术中,二次电池因具有能量转换效率高、使用寿命长和成本低廉等优点而最具研发前景。与研究广泛的锂离子电池相比,镁离子电池理论上能够提供更多的电子,其容量是锂离子电池的2~3倍,且镁离子电池具有资源丰富、环境友好、无毒、价格低廉等优点,因此镁离子电池被认为是便携式设备和重载能源设备的一个有前途的候选产品。自2000年初一个成功的镁离子电池原型出现后,研究人员对镁离子电池展开了大量研究。但目前仍存在着一些问题严重阻碍了可充镁离子电池(RMBs)的商业化发展。由于Mg^(2+)具有高电荷密度、强的极化效应和缓慢的扩散动力学,开发出符合目前商业需求的正极材料仍是一个巨大挑战。RMBs正极材料主要包括过渡金属硫化物、过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物和普鲁士蓝类似物等。过渡金属硫化物结构刚性较小,在充放电循环过程中不容易产生结构坍塌,但其存在离子捕获效应及缓慢的扩散动力学等缺陷。过渡金属氧化物具有比硫化物更高的电压,但该材料的结构刚性较大,循环性能差。具有介孔结构的聚阴离子型化合物有利于提高电池的电化学性能,但其导电性有待提高。具有开放可调结构的普鲁士蓝类似物有利于Mg^(2+)的快速脱嵌,但其与水性电解质的相容性较差。近年来,国内外对RMBs正极材料的研究报道显著增加,针对其存在的问题,研究人员主要从纳米化、结构调整、掺杂改性及包覆改性等方面进行材料的优化设计。本文主要对各种类的RMBs正极材料在国内外的研究状况进行了概括,包括其晶体结构、材料的研究现状及存在的问题,并分析了其未来面临的挑战,以期为合成高能量密度、高循环稳定性的RMBs正极材料提供参考。 展开更多

关键词 镁离子电池 正极材料 硫化物 氧化物 聚阴离子型化合物 普鲁士蓝类似物

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锂/钠离子电池用聚阴离子类柔性电极研究进展

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作者 马继贤 李琪 《陕西师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期72-86,共15页

锂/钠离子电池用聚阴离子类柔性电极,由于具有较好的柔韧和延展性、高工作电位和框架型稳定结构等优势被广泛关注。根据所含过渡金属元素的种类将聚阴离子类柔性电极进行分类,从电极的制备方法和储能性能2个角度,对该类电极的发展历程... 锂/钠离子电池用聚阴离子类柔性电极,由于具有较好的柔韧和延展性、高工作电位和框架型稳定结构等优势被广泛关注。根据所含过渡金属元素的种类将聚阴离子类柔性电极进行分类,从电极的制备方法和储能性能2个角度,对该类电极的发展历程和技术思路进行综述。在柔性电极制备方面,主要讨论了化学气相沉积法、静电纺丝法、溶剂热法和溶胶-凝胶法,讨论了不同方法对电极机械性能的影响。在储能性能方面,分析了比容量、工作电压、倍率性能和循环寿命4个指标,归纳了不同制备方法对储能性能的影响。对于高能量密度和长循环寿命的需求,指出了聚阴离子类柔性电极研发过程中存在能量密度不高、电化学性能优化不足和不统一的柔性评估标准等问题。 展开更多

关键词 聚阴离子化合物 柔性电极 锂离子电池 钠离子电池 高储能性能

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