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产业研究

研究

碳基复合材料用于钠离子电池负极研究进展

相对于锂离子电池,钠离子电池成本低、高低温性能优异、安全性高,而且钠资源丰富,具有广阔的应用前景和发展潜力。钠离子电池技术关键在于高性能负极材料。目前,钠离子电池的负极材料主要有碳基材料,层状氧化物,钛基材料,过渡金属氧化物等。其中,碳基材料具有结构稳定、高容量以及污染小等特点被作为钠离子负极材料进行广泛研究。综述了对碳基复合材料钠离子电池负极研究进展。...

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2024-10-21

研究

钠离子电池硬碳负极研究进展

锂离子电池(LIB)因其能量密度高、循环寿命长而被广泛用于移动储能。然而,锂资源的有限严重限制了其在大规模储能领域的应用。近年来,钠离子电池(SIB)由于成本低、安全性高等优点,成为了LIB有前途的替代品。硬碳具有较低的氧化还原电位、稳定的结构、较大层间距和相对较低的成本,被广泛用作SIB的负极材料。然而,硬碳负极较差的倍率性能和较低的首次库仑效率限制了SIB的性能。综述了钠离子电池硬碳负极的研究进展,包括硬碳储钠机理、前驱体选择以及制备工艺对硬碳性能的影响。...

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2024-10-18

研究

钠离子电池锰基层状金属氧化物正极材料的改性与研究进展

综述了锰基材料作为钠离子电池正极的研究现状,聚焦其结构特性、掺杂改性及优化策略对电化学性能的影响。锰基材料因成本低廉、资源丰富而备受关注,但循环稳定性及倍率性能仍需提升。研究揭示,通过精细调控材料结构、引入掺杂元素及优化制备工艺,可显著增强材料导电性、结构稳定性及钠离子扩散动力学,从而提升电池性能。总结了当前制备方法的优缺点,并展望了未来研究方向,旨在为推动锰基钠离子电池正极材料的性能优化与实际应用提供理论指导与参考。...

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2024-10-18

研究

钠离子电池生物质基硬碳负极材料的研究进展

具有成本优势的钠离子电池被认为是锂离子电池的有益补充,而电极材料的性能是决定钠离子电池能否实现大规模应用的关键因素之一。负极材料方面,硬碳材料具有碳源易得、制备方法灵活、结构可调控性高等优点,极具商业化应用潜力。在硬碳材料的众多前驱体中,生物质因来源丰富、成本低廉等而备受青睐。但生物质基硬碳负极材料的孔结构及表面特性对其嵌脱钠性能影响较大。本文从生物质基硬碳负极的性能影响因素出发,总结了生物质衍生硬碳负极的研究进展,并进一步讨论了钠离子电池生物质基硬碳负极商业化过程面临的挑战和其未来研究方向,对钠离子电池硬碳负极材料的发展具有一定的指导意义。...

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2024-10-18

研究

生物质黏结剂在锂/钠离子电池中的研究进展

生物质材料是由生命体衍生得到的材料,具有可再生、可降解的特征,而且其结构中富含多种活性基团,能与电极活性材料产生氢键、离子-偶极和化学键等强相互作用。传统的油溶性黏结剂因活性基团缺乏、使用有机溶剂等特点,不利于电池综合性能和绿色发展,而采用生物质黏结剂是一种实现高循环性能、抗容量衰减的有效手段之一。该文综述了生物质黏结剂的分类及特点、与活性材料之间的作用机理,重点介绍和总结了生物质黏结剂在锂离子电池和钠离子电池中的应用,并展望生物质黏结剂在电化学领域的发展方向。未来的研究仍应集中于对天然生物质进行改性,使其兼具良好的黏附性、分散性、导电性和自愈性,以便更好地利用生物质材料的结构特性和功能特性。...

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2024-10-18

研究

钠离子电池用普鲁士蓝类材料的研究进展

当今世界面临着日渐加剧的能源危机与环境问题,可持续再生能源的开发与利用刻不容缓。在众多电化学储能技术中,加速开发具有资源丰富、原料成本低、安全性能好、低温性能优良等优势的钠离子电池,被视为解决锂离子电池资源“卡脖子”问题的有效途径。普鲁士蓝类材料凭借其丰富的储钠位点、高比容量等特点成为了最具应用前景钠离子电池正极材料之一,但其合成过程中晶格空位缺陷、结晶水等问题对材料的电化学性能存在不利影响。本文主要对用作钠离子电池正极材料的普鲁士蓝类化合物展开介绍,总结分析了其结构特性、主要种类、合成路线与改性方法,综述了普鲁士蓝类材料的研究重点与进展,并针对其未来的大规模产业化实际应用提出了分析与展望。...

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2024-10-17

研究

钠离子电池过渡金属氧化物改性研究进展

由于金属钠具有资源丰富、分布广泛、价格低等优势,因此钠离子电池被认为是锂电池极具发展潜力的替代品之一。虽然钠离子电池正极材料中的过渡金属氧化物的导电性和稳定性良好,但是金属氧化物存在容易发生相变、比容量较低及循环稳定性较差等缺点。文章归纳过渡金属氧化物现有的改性方法,如离子掺杂、表面包覆、微观结构设计等,综述过渡金属氧化物正极材料的改性方法,为钠离子电池过渡金属氧化物正极材料的改性研究提供理论和实验基础。...

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2024-10-17

研究

钠离子电池正极材料合成方法的研究进展

随着人们对清洁能源和可再生能源需求的不断增加,研究和开发新的储能材料迫在眉睫。钠离子电池凭借钠资源丰富、成本低等特点有望在大规模储能领域成为继锂离子电池之后最具前景的储能元器件。由于钠离子电池正极材料的制备方法对材料的电化学性能有重要的影响,简单介绍了近年来钠离子电池正极材料常见的几种合成方法,主要包括高温固相法、水热法、共沉淀法、溶胶凝胶法等,综述了常见钠离子电池正极材料不同合成方法的优缺点,并对钠离子电池正极材料未来的合成方法做出分析和展望。...

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2024-10-17

研究

低温钠离子电池正极材料研究进展

由于钠储量丰富且成本低廉,钠离子电池(SIBs)在大规模储能应用中引起了广泛关注。然而,SIBs在一些高海拔、深海、航空中的应用一直受到低温环境的影响。极端温度下会导致钠离子扩散系数的降低、迁移动力学缓慢、钠枝晶的形成和严重的界面反应,再加上钠的反应容易发生不可逆相变,从而严重降低SIBs的电化学性能和安全性能。因此,正极材料的合理设计和改性对于优化SIBs的低温性能具有重要意义。本文综述了近年来SIBs包括层状金属氧化物、聚阴离子化合物及普鲁士蓝类似物在内的各大正极材料在低温环境下的研究进展:层状氧化物材料在低温下电化学反应过程中经历较多的相变和结构变化,循环寿命受到一定的限制;聚阴离子类材料较大的阴离子基团使得材料的能量密度受到一定的限制;普鲁士蓝类似物高纯度的合成还是低温条件下的一大难题。现有表面包覆、晶格掺杂、结构优化等多种策略可以改善正极材料出现的上述问题。本文还进一步深刻剖析了优越的电化学性能与各种正极材料改性手段之间的构效关系;总结了SIBs低温下的发展现状与挑战,即低温对充放电中动力学反应的极大限制,以及不可避免的正负极材料和电解质之间的相互影响;并提出了自己的一些见解,为推动SIBs正极材料在低温下的进一步发展提供参考。...

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2024-10-17

研究

钠离子电池锑基及铋基金属负极材料研究进展

钠离子电池技术因钠资源的储量优势和制造过程中的成本优势引起了广泛关注。以硬碳为代表的碳材料是目前最常用的负极材料,但其较低的理论容量限制了钠离子电池能量密度的提升。锑和铋可通过与钠离子发生可逆的合金化反应实现储钠,具有高理论容量、高稳定性和高电导率,是极具潜力的新型负极材料。但由于不同合金相间的体积差异,锑和铋的钠化/脱钠过程伴随较大的体积膨胀,表现出结构稳定性较差、电极界面膜破坏、电解液持续消耗等问题,限制了产业化应用进程。本文综述了锑基及铋基金属负极材料的储钠机理、改性策略及方法。目前锑基及铋基金属负极材料的改性策略主要有调控结构和构建复合材料两种:通过调控结构策略可以减小颗粒尺寸、调整颗粒形貌,利用纳米效应减小材料应变;通过构建复合材料策略,可以将合金型负极与碳基材料等复合,利用核壳等特殊结构缓冲体积变化。此外,本文以铋锑合金为例对二元合金负极进行了介绍。最后,对复合材料的设计、规模化制造方法的开发、界面特性的研究等未来的研究方向进行了展望。...

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2024-10-17

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