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無負極鈉電池能量密度有望超過200Wh/kg 高于磷酸鐵鋰電池

文章來源:互聯網 人(ren)氣:2556 發表(biao)時間:2022-06-15 10:24:31
近日,中國科學院物理研究所胡勇勝研究員、陸雅翔副研究員在Nature Energy發表了無負極鈉電池領域的最新成果“Interfacial engineering to achieve an energy density of over 200?Wh?kg-1 in sodium batteries”...
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近日,中國科學(xue)院物理(li)研(yan)究(jiu)(jiu)所胡(hu)勇勝研(yan)究(jiu)(jiu)員、陸雅翔副研(yan)究(jiu)(jiu)員在Nature Energy發表(biao)了無負極(ji)鈉電(dian)池領(ling)域的(de)最新(xin)成果(guo)“Interfacial engineering to achieve an energy density of over 200?Wh?kg-1 in sodium batteries”。


文(wen)章摘要介紹(shao),鈉基(ji)電池在學術界和(he)工業領域(yu)引起了廣泛的興趣。然而(er),它們的(de)(de)能(neng)量(liang)密度仍然低于鋰基電(dian)池,金(jin)屬(shu)鈉的(de)(de)空(kong)氣穩定性差(即使在干燥(zao)的(de)(de)室(shi)內條(tiao)件(jian)下)也(ye)非常不利于大規模生產鈉金(jin)屬(shu)電(dian)池(NMBs)。無負(fu)極鈉電(dian)池(AFNBs)可(ke)為上述問題提供解決(jue)方(fang)案,但在AFNB中會(hui)消耗(hao)活性Na,導致容量(liang)快(kuai)速衰減。在重復沉積(ji)和剝(bo)離過(guo)程中,不均勻的沉(chen)積形態也會導致(zhi)“死鈉”,導致(zhi)庫侖效率(lv)(CE)低(di)。


胡(hu)勇勝和陸雅翔(xiang)在最(zui)新成果中報告了一種無負極鈉電池,其(qi)能量密度(du)超(chao)過200Wh/kg,甚至(zhi)高(gao)于商業化(hua)(hua)(hua)的(de)磷酸(suan)鐵鋰電(dian)池(chi)(chi)/石墨電(dian)池(chi)(chi)。通過在電(dian)池(chi)(chi)中引入石墨化(hua)(hua)(hua)碳涂覆的(de)鋁(lv)集(ji)流體和(he)含硼物質電(dian)解質,均(jun)勻的(de)成核和(he)堅固的(de)界(jie)面能夠實現可(ke)逆和(he)無裂紋的(de)鈉(na)(na)沉(chen)(chen)積。受益于構建的(de)協(xie)同界(jie)面產(chan)生的(de)協(xie)同效應,鈉(na)(na)電(dian)池(chi)(chi)在不(bu)施加額(e)外壓力(li)的(de)情況下的(de)循環壽命達到了260次,這是(shi)零過量鈉(na)(na)的(de)大尺(chi)寸電(dian)池(chi)(chi)的(de)最長壽命。從這項(xiang)工作中的(de)鈉(na)(na)沉(chen)(chen)積/剝(bo)離行為(wei)和(he)界(jie)面化(hua)(hua)(hua)學獲得(de)的(de)見解為(wei)進一步開發具有更(geng)高(gao)性能的(de)鈉(na)(na)電(dian)池(chi)(chi)鋪平了道(dao)路。

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