钠离子电池关键材料研究进展

随着新能源行业的快速发展,钠离子电池作为新型绿色电池的一种,近年来更加受到市场关注。本文对钠离子电池的关键材料技术进行综述,简要介绍了钠离子电池的研究背景,着重探讨了正极材料、负极材料以及电解质体系等核心材料技术的研究进展。梳理钠离子电池产业化现状,可为钠离子电池产业的进一步发展提供参考。     

钠离子电池研究进展

钠离子电池具有比能量高、安全性能好、价格低廉等优点,在储能领域有望成为锂离子电池的替代品。本文阐述了钠离子电池的研究现状,对钠离子电池研究的正负极材料、电解质的制备以及其电化学性能作了概述性讨论。正极材料有氧化物型、聚阴离子型;负极材料有碳基材料、钛基材料和合金负极材料等;电解液有有机溶剂电解液和凝胶聚合物电解液,并分别阐明了各种材料的优势和局限性。最后指出了这类高效钠二次电池体系有可能逐渐替代锂离子电池,并指明了现阶段发展钠离子的主要问题是不同体系材料的相互匹配。     

全固态电池用硫系玻璃电解质材料研究进展EI北大核心CSCD

综述了锂/钠离子硫系玻璃或玻璃陶瓷电解质材料的最新研究进展,总结了基于硫系玻璃电解质材料的全固态电池应用中存在的与电极材料界面稳定性、固–固界面接触性以及锂穿刺等关键技术问题,并展望了新型硫系玻璃/玻璃陶瓷电解质材料关键技术研发策略和全固态电池应用探索的发展方向。     

全固态电池用硫系玻璃电解质材料研究进展

综述了锂/钠离子硫系玻璃或玻璃陶瓷电解质材料的最新研究进展,总结了基于硫系玻璃电解质材料的全固态电池应用中存在的与电极材料界面稳定性、固–固界面接触性以及锂穿刺等关键技术问题,并展望了新型硫系玻璃/玻璃陶瓷电解质材料关键技术研发策略和全固态电池应用探索的发展方向。     

钠离子电池正极材料Na_(0.44)MnO_2的研究进展

钠离子电池的研究开发在国内外处于迅速发展的浪潮中,而具有隧道结构的Na_(0.44)MnO_2作为正极材料具有既可以支持高能量密度和长循环寿命的非水电解质电池,也可以支持安全和高倍率的水溶液电解质电池的优点,成为一个重要的研究热点。本文比较系统地综述了Na_(0.44)MnO_2作为钠离子电池正极材料的研究现状,从晶体结构和充放电机理等方面进行了讨论,重点阐述了Na_(0.44)MnO_2材料的合成方法以及不同的合成方法对其结构形貌和电化学性能的影响,同时,也介绍了Na_(0.44)MnO_2材料在全电池和水系电池中的应用现状和前景以及对Na_(0.44)MnO_2正极材料掺杂和表面包覆等改性方面的研究进展,并且总结分析了改性工艺对其结构与电化学性能的影响,认为Na_(0.44)MnO_2材料对于钠离子电池仍具有极大的科研价值和应用前景。     

可充电钠离子电池隔膜研究进展

介绍了可充电钠离子电池的工作机理及其在成本、寿命、安全和大规模储能等方面的优势。简述了隔膜性能对电池的电化学性能、耐用性及安全性的影响。回顾了近几年钠离子电池隔膜的研究进展，包括聚烯烃微孔膜、玻璃纤维膜、聚合物电解质膜、静电纺丝膜、纤维素基隔膜和阳离子交换膜等，并分析了各自的优缺点。讨论了隔膜产业化过程面临的问题尤其是在安全方面面临的挑战，指出电解质润湿性更佳、离子电导率更高、耐枝晶性更强、热稳定性更好是隔膜研究的方向。     

钠离子电池正极材料Na_2Ti_3O_7的制备及水系电解液的研究

本实验以钛酸丁酯和氢氧化钠为合成原料,用水热合成的方法合成正极Na_2Ti_3O_7,通过X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)测试探究其最佳合成温度和最佳合成时间。并以优化的Na_2Ti_3O_7和活性炭为为钠离子电池的正负极,通过充放电性能测试、循环伏安测试和交流阻抗测试,研究以Na_2SO_4和Na_2SiO_3为电解质的水系钠离子电池的电化学性能。     

FeS_2钠离子电池正极材料的研究进展

由于黄铁矿(FeS_2)具有资源丰富、廉价、无毒及理论容量高等优点,使其成为一种极具前景的钠离子电池的正极材料,引起了人们的广泛关注和研究。本文总结了近年来FeS_2作为钠离子电池电极材料的研究进展,就其储钠机理、微观结构的设计与合成、电解质体系的选择及它们对储钠性能的影响等进行了介绍,并对其存在的问题和挑战及解决思路进行了探讨。     

NASICON型钠离子导体固态电解质研究进展

地球上有限的锂资源以及传统液态电解质的安全性问题使得开发全固态钠离子电池势在必行。钠离子固态电解质作为全固态钠电池的核心部件，对提高电池的安全性和电化学性能具有极其重要的作用。NASICON型固态电解质Na_1+xZr₂Si_xP_3–xO₁₂(0≤x≤3)因其独特的3D开放微观结构、化学/热稳定性好等优点而受到广泛关注，近几年在材料开发和性能优化方面取得长足进步。为了更好地了解该类材料的研发进展和最新动态，本文综述了近年来Na_1+xZr₂Si_xP_3–xO₁₂在晶体结构、离子传输机制、粉末制备方法以及电解质片烧结方法等关键特性方面的研究进展，深入分析了Na_1+xZr₂Si_xP_3–xO₁₂目前面临的挑战：离子电导率较低和电极–电解质界面接触差2大问题，重点介绍了其针对性...     

钠离子电池正、负极材料研究进展

随着电子设备和电动汽车的快速发展,也加快了电池领域的迅速发展,传统电池逐渐被淘汰,锂离子电池因资源、成本等问题渐渐暴露出弊端,钠离子电池与锂离子电池原理相似,且成本更低.对钠离子电池的工作原理、电极材料等进行了综述,详细介绍了钠离子电池正、负极材料的研发进展,为进一步研发钠离子电池提供借鉴.     

钠离子电池正极材料研究进展

钠离子电池正极材料的研究始于二十世纪,并经历了研究由盛到衰的过程,近些年来随着各种新型电池材料队伍的不断扩大,钠离子电池正极材料重新被人们重视并研究起来,尤其是相比较当下较为常见的锂离子电池,钠离子电池明显具备更大优势和发展前景。本文以此为出发点,对于钠离子电池正极材料的研究进展做简要分析阐述。     

钠离子电池中关键材料及技术的发展与前景

钠离子电池因其储量大、成本低和高安全性等优势,成为锂离子电池的有效替代品,可在一定程度上缓解锂资源短缺引发的储能电池发展受限问题。本文对钠离子电池发展现状、面临的挑战以及未来发展趋势进行梳理分析,并精选钠离子电池最新前沿综述,包括正极材料、负极材料和先进表征技术等,探讨当前钠离子电池的研究热点,为新能源材料领域技术研究提供参考。     

钠离子电池正极材料研究进展

钠离子电池与锂离子电池工作原理相似,却有着更低的成本和更高的安全性。在钠离子电池中,正极材料的研究尤为重要。本文对现有的钠离子电池正极材料进行了系统性的归纳,首先介绍了各类正极材料的结构和电化学特性,基于此分析目前钠离子电池正极材料面临的两个主要制约因素：一是钠离子半径大,充放电过程中对材料结构的影响大,导致容量衰减迅速;二是动力学过程慢,导致其倍率性能差。在此基础上归纳了现有的各类钠离子电池正极材料的改性方法如掺杂、包覆等。总结了材料改性及改善材料电化学性能的方法以及应用在现有材料中时所获得的效果,基于此为未来的钠离子电池正极材料及其改性研究提供了基础。     

高性能钠离子电池负极材料的研究进展

负极材料的研究是钠离子电池实现商业化生产的关键要素之一，近年来已经取得了突破性进展。但是较大半径的钠离子在嵌/脱过程中对负极材料结构的影响非常大，进而导致可逆容量迅速降低。本文系统综述了钠离子电池负极材料的最新研究成果，阐述了碳基材料、钛基化合物、合金材料、金属化合物和有机化合物5类负极材料的制备工艺，并分析了这些材料的性能特点：碳基材料的研发技术成熟，但比容量和倍率性能有待提高；钛基化合物的结构性能良好，倍率性能出色，但存在比容量较低的缺点；合金材料和金属化合物都具有较高的理论比容量，但循环性能较差；有机化合物的研发尚处于起步阶段，有待深入研究。基于现有的研究基础，总结了材料的改性方法和取得的效果，并展望了钠离子电池负极材料的研究方向，分析指出表面碳包覆可以提升材料的电子传导性，纳米结构可以缩短钠离子的传输途径，多孔形貌有利于电解质对材料的浸润，而元素掺杂可以提升材料的反应活性，最终获得高性能钠离子电池负极材料。     

五氟乙氧基环三磷腈添加剂对钠离子电池性能的影响

储量丰富的钠使钠离子电池在大规模储能领域得到广泛应用,但是钠离子电池的循环性能还需进一步改善。在1 mol/L NaClO₄/EC/PC电解液中加入0. 5%五氟乙氧基环三磷腈(FPN)添加剂,可以有效地调控P2-Na_xCo_{0. 7}Mn_{0. 3}O₂(x≈1. 0)钠离子正极材料的界面稳定性,提高钠离子电池的循环稳定性。电化学和物化表征分析测试结果表明,FPN添加剂的加入可以在P2-Na_xCo_{0. 7}Mn_{0. 3}O₂(x≈1. 0)正极材料表面形成一层富含Na F的致密正极电解质中间相(CEI),该CEI层可以明显降低电池的阻抗,抑制电解液的持续分解,使得电池在1 C倍率下循环200圈之后还可以保持92%的容量保持率,而没有添加FPN添加剂的基础电解液在1 C倍率下循环200圈之后的容量保持率只有75%。     

钠离子电池专利技术分析

为了了解钠离子电池专利技术在中国的发展状况,本文以中国专利文摘数据库的检索结果为基础,对钠离子电池专利申请量趋势、重要技术分支、重要申请人做了详细分析,为国内申请人在钠离子电池专利布局和研究提供借鉴。     

新型电池——钠一硫磺电池

<正> 日本某公司正在开发一种新型的钠-硫磺蓄电池。该电池比过去的铅蓄电池的理论能量密度高4.3倍。预计十年内可全面工业化。该电池的特点是使用固体电解质,其构造是在β-氧化铝筒的内侧装入钠作为阴极、筒的外侧装入浸透在石墨上的硫黄作为阳极。工作时的温度维持在350℃左右。此时,钠电极和硫黄电极均为液体状态。其放电反应为阴极钠放出电子生成钠离子,通过对钠离子有导电性的β-氧化铝,与由阴极经过外部回路而来的电子和硫黄反应后,生成多硫化钠。即:靠钠离子的移动和硫黄反     

应用钠/钠β—氧化铝电极测量钠汞齐中的低钠含量

钠—β氧化铝(Na_2O·11Al_2O_3)是近年来发展起来的一种固体电解质陶瓷新材料,这种材料具有优良的钠离子传导性和电子绝缘性,其电子迁移数<10~(-8)。因而可用其制作各种电化学器件,例如用作Na—S电池、电解制碱(高纯度固碱)、提纯金属钠(99.999％)的固体电解质隔膜及用于测定热力学和动力学参数的固体电解质电池。最近,西德专利报导了NaxHg1—x/β—AI_2O_3钠分析探头用于氯碱工业水银法制碱中钠含量的测定。本工作研究了Na/β—AI_2O_3/NaxHg1—x电池电动势与浓     

钠离子电池锑基负极材料研究进展

本文综述了钠离子电池锑基负极材料的最新研究进展,包括金属锑,氧化锑,硫化锑以及硒化锑负极材料。总结了锑基钠离子电池锑基负极材料的结构特征及电化学储钠特性,并对钠离子电池锑基负极材料发展趋势进行了展望。     

基于石墨烯的钠离子电池负极材料研究进展

钠离子电池是一种低成本的新型储能器件,被称为是锂离子电池的换代版。文章介绍了用于基于石墨烯的钠离子电池负极材料的国内外研究现状,并对目前石墨烯基材料用于钠离子电池负极材料时存在的问题进行了讨论,为今后的研究提出建议。