鉅大LARGE | 點擊量:674次 | 2021年12月17日
中科院研發(fā)具有超高質(zhì)量負載的低彎曲度手指狀復(fù)合電極 使鈉離子電池更近一步
鈉離子電池(SIBs)具有大規(guī)模的儲能能力,是鋰離子電池的一種很有前途的替代品。然而,由于大原子質(zhì)量和大離子半徑,研制高能大功率的鈉離子電池具有很大的挑戰(zhàn)性。
高質(zhì)量負載活性材料的電極結(jié)構(gòu)設(shè)計是實現(xiàn)高能量的更直接的策略。它可以增加活性材料的百分比,從而提高設(shè)備/電池級別的能量密度。
最近,由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李先峰教授和鄭瓊博士領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組設(shè)計并優(yōu)化了一種用于高速超穩(wěn)定鈉離子電池的低彎曲度、高面積容量陰極。
研究結(jié)果發(fā)表在3月18日的《先進能源材料》雜志上。
研究人員提出了一種基于非溶劑誘導(dǎo)相分離方法的具有超高質(zhì)量負載的低彎曲度手指狀復(fù)合電極,它可以提供令人滿意的電子/離子傳輸路徑和相對較低的電池電阻。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
利用這種結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,他們獲得了超高質(zhì)量負載(60mg/cm2)和面積容量(4.0mah/cm2)的電極。即使在10℃的高速率下,面積容量仍保持在1.0mah/cm2。
研究人員還展示了均勻的Na+分布、平緩均勻的局部電流密度和電極內(nèi)部的極化。
結(jié)合數(shù)值模擬和實驗,他們發(fā)現(xiàn)低彎曲結(jié)構(gòu)有助于獲得令人印象深刻的離子傳輸能力,從而顯著改善電化學(xué)性能。
本研究為超高質(zhì)量負載低彎曲度電極的設(shè)計與優(yōu)化提供了一種新的解決方案,為開發(fā)高能量/功率密度的先進鈉離子電池開辟了一條新的途徑。