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碳基负极的初次库伦效率能够可控地进行调理(


更新时间:2019-11-06    浏览次数:

  近日,华中科技大学孙永明传授取美国阿贡国度尝试室陆俊研究员团队合做,开辟了一种廉价易得的预钠化溶液正在电极标准上对负极材料进行钠弥补。预钠化溶液为一种可消融金属钠的具有低氧化还原电位的溶液。以碳基电极为例,通过预钠化可正在碳负极概况事后构成一层SEI,且必然数量的活性钠离子也会预储存到碳电极中,通过节制负极预钠化溶液的添加量,碳基负极的初次库伦效率能够可控地进行调理(67-96%)。以Na0.9[Cu0.22Fe0.30Mn0.48]O2为正极,碳基材料为负极构成的钠离子全电池,负极预钠化的全电池比拟于负极没有预钠化的全电池表示出了更高的比容量以及能量密度(240 vs. 141 Wh kg 1)。该预钠化方式不会正在电极上引入其他副产品或惰性残留物,可最大化电池的能量密度。此外,这种简单高效的预钠化方式也可普适于钠离子电池其他负极材料,如TiO2和Sn等,以及可通用于锂离子电池预锂化。

  跟着地球化石能源不竭耗损以及污染问题日益凸显,成长绿色可持续的新能源迫正在眉睫。做为一种储能系统,钠离子电池因为其长命命、低成本以及地壳中钠元素储量丰硕等长处,被认为是具有潜正在使用前景的规模化储能的一种选择,遭到研究者的普遍关心研究。老虎城官网然而,研发高能量密度的钠离子全电池仍面对良多挑和,包罗制备高比容、轮回不变的正、负极材料以及研发高平安性的电解液等。碳基材料因其优异的导电性、布局不变性以及耐侵蚀性等浩繁长处,被认为是将来最有可能财产化的钠离子电池负极材料。然而,其低的初次库伦效率(凡是小于80%)严沉障碍着碳基负极材料的财产化使用。钠离子电池正在初次充放电过程中,负极概况会构成一层固体电解质界面膜(SEI)从而惹起电池系统中可逆活性钠离子的削减,进而降低钠离子电池的能量密度。负极初次库伦效率越低意味着越多的活性钠将会被耗损。因而,提高负极材料的初次库伦效率以降低活性钠离子的丧失对于提拔全电池的能量密度常主要的。目前研究的预钠化手艺次要包罗电化学预钠化、正极添加剂(如NaN3, Na2C4O4)预钠化、金属钠颗粒预钠化等,然而,以上预钠化手艺仍存正在必然的缺陷,取现有电池制备手艺相容性差。电化学预钠化虽能够很好地节制预钠化程度,然而,预钠化过程需要电池的从头拆卸和拆卸,所需设备复杂,操做要求严苛;正极添加剂预钠化则会正在电化学反映过程中发生气体,严沉影响电池的利用寿命以及平安性;金属钠颗粒则因其化学反映性高、空气不变性差,存正在必然的平安问题而不宜财产化使用。因而,开辟一种取现有电池制备手艺相容性高且简单、高效的钠弥补方式来提拔全电池的能量密度具有很是主要的科学意义以及财产化使用价值,但这仍是一项庞大的挑和。


   

 

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