钠离子储能电池有机负极材料研究取得进展

时间:2012-11-22 16:03来源:未知 作者:control
点击:

大规模储能技术是大力发展太阳能、风能等可再生能源利用和智能电网的关键。与其它储能方式相比,电化学储能能够适应不同的电网功能需要,在风电、光电等的集成并网方面尤其具有优势。因此,各发达国家均高度重视电化学储能系统的开发和利用。

大规模电化学储能技术目前存在多种技术路线,其中锂离子电池以其高能量密度、高功率密度、长循环寿命等特点成为重要技术路线之一。然而,随着锂离子电池逐渐应用于电动汽车,锂的需求量将大大增加,而锂的储量是有限的,且分布不均匀,这对于发展大规模储能的长寿命储能电池来说,可能会成为一个重要问题。基于此背景,我们迫切需要开发新型的长寿命储能器件。由于钠在地壳中有丰富的储量,约占2.74%,为第六丰富元素,且分布广泛;且钠具有和锂相似的物理化学性质和储存机制,因此发展针对于大规模储能应用的室温钠离子电池技术具有重要的战略意义,近些年再次得到世界各研究组的广泛关注。

目前已报道多种很有前途的正极材料,例如碳包覆的具有NASICON结构的Na3V2(PO4)3复合材料【Electrochem. Commun., 2012 14: 8689】。从最近取得的研究进展来看,发展室温钠离子储能电池最大的挑战是没有合适的负极材料。在众多负极材料中,硬碳材料显示了比较好的综合性能,可逆容量达到200 mAh/g,首周库仑效率80%以上,循环也很稳定,但是硬碳储钠电位接近0V,在快速充电过程中,可能会导致钠在硬碳表面的沉积和钠枝晶的生长,从而带来安全隐患,需要研发新型安全的高电压(相对于钠的沉积电位要高)负极材料。

有机材料具有丰富的化学组成,宽的电位范围可调,可以实现多电子转移,而且原料可以从自然界生物质中得到,来源丰富,材料可循环降解,对环境无害,作为电极材料引起了研究者的极大兴趣。钠离子电池的定位就是用于大规模储能电池,因此研发低成本、环境友好的有机电极材料更具有其必要性。

最近,中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)清洁能源实验室博士生赵亮与胡勇胜研究员等提出,以一种新型成本低廉的有机材料对二苯甲酸二钠(Na2C8H4O4)作为钠离子电池负极材料。该材料具有约250 mAh/g的可逆储钠容量,平均脱嵌钠电位0.43 V,且循环稳定,是一种有前途的负极材料。由于该材料导电性较差,使用时需要混合大量的导电添加剂,导致其首周库仑效率较低。他们进一步利用原子层沉积技术(ALD),对其电极表面进行几个纳米的Al2O3包覆,部分抑制了SEI膜的生长,提高了其首周库仑效率、倍率性能和循环性能。该工作发表在Adv. Energy Mater.(2, 962-965, 2012)上。

上述工作得到了科技部储能材料研究创新团队、中科院知识创新工程能源项目群方向性项目、中科院百人计划和国家自然科学基金委的大力支持。

(责任编辑:王杰)
文章标签:
免责声明:本文仅代表作者个人观点,与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源:XXX(非中国电池联盟)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。
QQ:503204601
邮箱:cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜欢
  • 商用无人机用新型锂电池问世

    NEC Energy Devices公司日前宣布,其开发出了用于商用无人机的锂离子二次电池的原型,并计划推出产品。据介绍,与使用无人机中常见的锂聚合物二次电池相比,使用新开发的电池能够使可飞行次数达到前者的两倍以上。 NEC此次新开发了比单位重量的电力容量更大的
    2017-01-20 16:55
  • 如何防止锂电池爆炸 斯坦福科学家出新招

    近日,一项在线发表于《科学进步》杂志的新研究显示:一种静电纺丝材料制成的核壳结构的分离器,其聚合物壳在高温下会发生溶解,释放出阻燃材料,可以有效防止锂电池起火燃烧。 锂电池,如今广泛应用于消费类电子设备,例如智能手机、平板电脑、智能硬件等等
    2017-01-17 17:35
  • 分子灭火器能防电池爆炸

    你再也不用担心智能手机会爆炸了。科学家已经设计出一种热活化分子灭火器,能让锂电池更安全。 这类电池在人们日常生活中应用越来越广泛,涉及移动电话、笔记本电脑以及所有的电动汽车。虽然科学家在不断改进离子电池,但仍存在着火风险。近日,美国斯坦福大
    2017-01-16 10:42
  • 万钢:解决电动车里程问题不能只靠加电池

    1月14日在2017电动车百人会上,全国政协副主席、科技部部长万钢发表了长达1个小时的报告。他表示,中国新能源汽车保有量已达100万辆,占到世界的50%比重。 全国政协副主席、科技部部长万钢 众所周知,由于政策调整,2016年新能源汽车销量并未达到业界预期,但
    2017-01-16 09:56
  • 续航提高两倍 韩国光科院研发新型锂电池

    电池科技日新月异,电动车的行车距离也日益改善!韩国科学家发布最新款电动车,每次充电可行驶 300 公里之远,续航力是一般电动车款的两倍,储存电量更是 4 倍之多。 Business Korea 11 日报导,光州科学技术院(Gwangju Institute of Science and Technology
    2017-01-13 15:26
  • 石墨烯与3D打印如何颠覆锂离子电池行业?

    摘要: 在倍率性能测试中,发现LTO负极的倍率性能,要明显低于LFP正极的倍率性能,这主要是两个方面的原因造成的,首先LTO的电子电导率要低于LFP材料(6.1和31.6S/cm),其次LTO颗粒药明显大于LFP(200和50nm),这影响了Li+的扩撒和电荷交换。 石墨烯和3D
    2016-12-29 15:22
  • 改进型“锌离子电池” 电池性能大幅提升

    随着三星Note7手机爆炸事件的持续发酵,手机硬件安全问题也引起大众关注。为什么电动汽车、手机爆炸事件时有发生?因为锂离子电池由于其特性具有一定安全隐患。近日,南开大学化学学院博士研究生张宁针对水系锌离子电池设计出全新正极材料及电解液,使得锌离
    2016-12-07 10:48
  • 新发现:新型太阳能电池/织物/滴电流

    千万别错过,上周,在无尘室和纳米技术界又有了一些新发现。第一版使用新型涂层的钙钛矿太阳能电池的转化效率已经超过了20%的效率化,可以与许多商业太阳能电池齐头并进了。这款电池构造灵活且制作简单,可以产生超过半伏的电力。太阳能电池是由廉价且日益流
    2016-12-06 17:21
  • 开新能源车 不要虐电池

    如今,新能源电动汽车越来越受到人们的关注。与传统汽车相比,在使用新能源电动汽车时,四个细节需要特别注意。 不要急加速急减速 新能源电动汽车提速快,在起步、上坡时,瞬间大电流放电会对动力电池单体电芯造成影响。高温天气急加速、急减速,容易引起电池
    2016-08-08 14:41
  • 电池开发进入纳米时代

    最近,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和斯坦福大学等机构的研究人员合作,开发出一种新的X射线显微镜(STXM)技术,可细致地观察锂离子电池充放电过程中的粒子活动情况,这或有助于开发出性能更强大的锂离子电池。 研究小组在最新一期《科学》杂志上发表论
    2016-08-08 13:52
专题
相关新闻
  • 商用无人机用新型锂电池问世

    NEC Energy Devices公司日前宣布,其开发出了用于商用无人机的锂离子二次电池的原型,并计划推出产品。据介绍,与使用无人机中常见的锂聚合物二次电池相比,使用新开发的电池能够使可飞行次数达到前者的两倍以上。 NEC此次新开发了比单位重量的电力容量更大的
    2017-01-20 16:55
  • 如何防止锂电池爆炸 斯坦福科学家出新招

    近日,一项在线发表于《科学进步》杂志的新研究显示:一种静电纺丝材料制成的核壳结构的分离器,其聚合物壳在高温下会发生溶解,释放出阻燃材料,可以有效防止锂电池起火燃烧。 锂电池,如今广泛应用于消费类电子设备,例如智能手机、平板电脑、智能硬件等等
    2017-01-17 17:35
  • 分子灭火器能防电池爆炸

    你再也不用担心智能手机会爆炸了。科学家已经设计出一种热活化分子灭火器,能让锂电池更安全。 这类电池在人们日常生活中应用越来越广泛,涉及移动电话、笔记本电脑以及所有的电动汽车。虽然科学家在不断改进离子电池,但仍存在着火风险。近日,美国斯坦福大
    2017-01-16 10:42
  • 万钢:解决电动车里程问题不能只靠加电池

    1月14日在2017电动车百人会上,全国政协副主席、科技部部长万钢发表了长达1个小时的报告。他表示,中国新能源汽车保有量已达100万辆,占到世界的50%比重。 全国政协副主席、科技部部长万钢 众所周知,由于政策调整,2016年新能源汽车销量并未达到业界预期,但
    2017-01-16 09:56
  • 续航提高两倍 韩国光科院研发新型锂电池

    电池科技日新月异,电动车的行车距离也日益改善!韩国科学家发布最新款电动车,每次充电可行驶 300 公里之远,续航力是一般电动车款的两倍,储存电量更是 4 倍之多。 Business Korea 11 日报导,光州科学技术院(Gwangju Institute of Science and Technology
    2017-01-13 15:26
  • 石墨烯与3D打印如何颠覆锂离子电池行业?

    摘要: 在倍率性能测试中,发现LTO负极的倍率性能,要明显低于LFP正极的倍率性能,这主要是两个方面的原因造成的,首先LTO的电子电导率要低于LFP材料(6.1和31.6S/cm),其次LTO颗粒药明显大于LFP(200和50nm),这影响了Li+的扩撒和电荷交换。 石墨烯和3D
    2016-12-29 15:22
  • 改进型“锌离子电池” 电池性能大幅提升

    随着三星Note7手机爆炸事件的持续发酵,手机硬件安全问题也引起大众关注。为什么电动汽车、手机爆炸事件时有发生?因为锂离子电池由于其特性具有一定安全隐患。近日,南开大学化学学院博士研究生张宁针对水系锌离子电池设计出全新正极材料及电解液,使得锌离
    2016-12-07 10:48
  • 新发现:新型太阳能电池/织物/滴电流

    千万别错过,上周,在无尘室和纳米技术界又有了一些新发现。第一版使用新型涂层的钙钛矿太阳能电池的转化效率已经超过了20%的效率化,可以与许多商业太阳能电池齐头并进了。这款电池构造灵活且制作简单,可以产生超过半伏的电力。太阳能电池是由廉价且日益流
    2016-12-06 17:21
本月热点
欢迎投稿
联系人:王女士
Email:cbcu#cbcu.com.cn
发送邮件时用@替换#
电话:010-53100736
在线投稿
企业微信号
微信公众号