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我國研究人員提出顆粒細化誘導機制 提高電池容量

   2021-10-19 蓋世汽車

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核心提示:近年來,鈉離子電池備受關注,因為鈉儲量豐富,而且這種電池的成本較低。具有較高的Na+存儲能力和循環穩定性的電極,對提高鈉離

近年來,鈉離子電池備受關注,因為鈉儲量豐富,而且這種電池的成本較低。具有較高的Na+存儲能力和循環穩定性的電極,對提高鈉離子電池的能量密度和倍率性能至關重要。

 (圖片來源:中科院)

據外媒報道,最近,中國科學院大連化學物理研究所研究員李先鋒、副研究員鄭瓊團隊和燕山大學教授唐永福團隊合作,提出了鈉/鋰離子電池電極儲能的新機制。

研究人員設計了一種珊瑚狀FeP復合材料,可錨定FeP納米顆粒,并將其分散在氮摻雜的三維碳骨架上(FeP@NC)。珊瑚狀FeP@NC復合材料具有較短的電荷轉移路徑和較高的導電氮摻雜碳網絡,改善了該復合材料的電荷轉移動力學。

此外,由于FeP納米顆粒周圍具有高度連續的N摻雜碳骨架和彈性緩沖的石墨化碳層,基于FeP@NC復合材料的鈉離子電池表現出超穩定的循環性能,在10A/g下經過10000次循環后,其容量保持率為82.0%。

更重要的是,研究人員將電化學研究和原位電子顯微鏡表征分析結合起來,確定了一種獨特的顆粒細化機制,可在循環過程中誘導容量增加,這種容量增強效果在小電流下更加明顯。

研究發現,FeP納米顆粒在第一個循環中經歷了細化-復合過程,經過數十個循環后,呈現出全區域細化的趨勢。這導致石墨化程度和界面磁化強度逐漸增加,為Na+存儲提供了更多的額外活性位點,并有助于提升循環容量。這種容量提升現象也可以擴展至鋰離子電池,在10A/g下循環5000次后,鋰離子電池的容量保持率為90.3%。



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