獨家 | 只需1分鐘合成鈉離子電池正極材料,先進方法登上《自然》

2022年10月13日06:00:32 科學 1054

更多消息,請關注公眾號--“康橋電池能源CamCellLab”

導讀:鈉離子電池由於成本低,安全性好,無毒和可以零電壓運輸等優點,在固定式和大規模電力存儲中受到青睞。在鈉離子電池正極材料中,主要有三種,也就是層狀氧化物,普魯士型和聚陰離子。考慮到成本因素,加工方法的廉價會直接影響到鋰離子電池的使用。

在世界著名的《自然》期刊上,最近刊登了由埃及亞歷山大市科學研究與技術應用城的研究人員開發的一種新方法。極大的降低了每個製備步驟所需的成本和時間。

科研人員使用埃及稻草灰作為微波吸收劑,合成、結晶和碳包覆磷酸鐵鈉-碳複合材料 (NaFePO 4 -C) 的混合物。


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圖1:顯示不同時間微波加熱製備的樣品的放電容量(0.2 C 倍率)的第一次放電曲線


這種正極活性材料可以使用不同的微波加熱時間製備。研究人員發現,對於鈉離子電池而言,最佳合成時間是1分鐘。合成後的材料,在0.2C下放電,可以獲得接近110mAh/g的能量密度。40個循環後,容量還可以保持93%。


這種方法最大的特點是不需要高純度惰性氣體,從而降低了成本。


“康橋電池能源CamCellLab”公眾號發現:這種方法的快速加熱不允許晶體生長完成,產生的顆粒的形狀和尺寸不規則且不均勻。而這些顆粒往往會團聚,形成平均尺寸約為 300 nm 的較大顆粒,這限制了鈉離子的擴散性。這是以後這種方法需要改進的,同時,製造這種鈉離子電池正極材料的極短合成時間以及低消耗能量是以前任何一種製造方法所無法比擬的。

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