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Advanced Materials 三月份锂/钠离子电池学术汇总

2016-04-22 14:47来源:材料牛作者:梁建林关键词:锂离子电池负极材料电解液收藏点赞

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中国科学技术大学与德国普朗克固态研究所的研究者认为,一个具有优异性能的电极,必须有三个畅通的传输通道,分别是集流体和活性物质间良好的电子传导通道,活性物质内部良好的离子传导通道和良好的电解液渗透通道。构建具有3D渗透通道的电极是提高电池输出性能的一个关键举措,但是由于正极材料制备过程复杂,构造3D渗透的网络通道电极常用于负极上。由此,研究者们利用新颖的雾化静电沉积技术构造出了内部联通的三维结构的Na3V2(PO4)3(NVP)钠离子电池正极。因为NVP和RGO-CNT是直接沉积到导电碳网上,因此该电极不仅具有良好的电导率,而且不需要导电剂与粘结剂,所制备的电极展现出良好的电化学性能。将该电极作为钠离子电池正极材料时,以30C电流密度放电时,克容量达到109mAh/g,接近NVP的理论容量。当达到100C(充放电时间为36s,电流密度为11A/g)电流密度时,仍保持有82mAh/g的比容量,以10C倍率循环测试2000次后,容量保持率为96%。由于NVP既可以作为钠离子电池的正极材料,又可以充当负极材料,研究人员还以该方法制备电极作为正负极构成钠离子全电池,工作电压为1.7V,仍保持着良好的倍率性能和循环寿命。这种巧妙的三维电极构造方法有望于更进一步拓宽至其他电池材料(如LiFePO4)的应用。

5.S掺杂的TiO2纳米管阵列展现出优异的储钠性能

由于锂离子电池负极石墨材料具有较窄的层间距,无法进行钠离子的可逆嵌脱,因此对于钠离子电池的负极材料的研究也变得十分必要。TiO2具有较高的理论比容量(355mAh/g),较宽阔的钠离子脱嵌通道(0.372*0.378nm2),是作为钠离子电池负极材料的候选材料之一,但是由于TiO2的电导率低,即便做一层碳包覆的纳米结构或者纳米片,夜无法完全发挥其电化学性能。近日,苏州大学和德国普朗克固态研究所研究人员开发了一种阳极氧化制备硫掺杂的TiO2纳米管阵列,该自支撑的阵列管道结构不仅可以提供更多的反应活性表面,而且S掺杂可以大幅度提高电子电导率(提升了3个数量级),因此,该结构的TiO2具有强健的储钠性能,小电流密度下克容量最高达320mAh/g,接近理论克容量,以3.35A/g(10C)的电流密度循环4000次后容量保持率为91%。

原标题:Advanced Materials 三月份锂/钠离子电池学术汇总
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