В последнее время Тан Юнбинг, научный сотрудник Исследовательского центра функциональных тонкопленочных материалов Института передовых технологий, Института передовых технологий Шэньчжэнь, Китайской академии наук, и его исследовательская команда успешно разработали высокоэффективную ионно-ионную батарею с многоионной стратегией проектирования с помощью инноваций в области дизайна. -Ion Strategy по отношению к перезаряжаемым ионно-натриевым батареям с высоким рабочим напряжением и скоростью («Многофазная стратегия проектирования для высокого напряжения, высокое увеличение ионного аккумулятора»), опубликованной в Интернете в международном химическом журнале Angewandte Chemie International Edition («German Applied Chemistry» ") (DOI: 10.1002 / anie.201810575).
Таким образом, ионные батареи натрия имеют широкие перспективы применения в области крупномасштабного хранения энергии. Однако стандартный электродный потенциал натрия (-2,71 В по сравнению с ОУ) высок. В литии (-3,04 В по сравнению с SHE) ионная ионная батарея имеет более низкое рабочее напряжение. Кроме того, из-за большого радиуса ионов натрия (Na: 0,98 ангстрем против Li: 0,69 ангстрем) кинетика передачи является плохим. И легко заставить большой материал электрода расширяться, что ограничивает скорость и эффективность работы ионно-ионной батареи.
Исходя из вышеизложенных соображений, Тан Юнбинг и его члены команды Цзян Чунлей, Fang Yue и др. Успешно разработали новую полную ионную ячейку с многоионной конструкцией (Na + / Li + / PF6-). Положительный электродный материал - это расширенный графит, а отрицательный электрод может использоваться одновременно. Металлический материал, который сплавляет с Na и Li, и объединяет дизайн коллектора тока / активного материала и использует многоионный конструированный Na + / Li + / PF6-органический электролит. Эта многоионная стратегия проектирования имеет два основных преимущества: С одной стороны, использование интеркалированного графита аниона (PF6-) имеет высокий потенциал, что значительно улучшает рабочее напряжение ионной батареи натрия, с другой стороны, многоионная стратегия проектирования может эффективно улучшить кинетику реакции батареи и уменьшить отрицательный электрод металла. Результаты показывают, что ионная батарея натрия, разработанная в соответствии с этой стратегией, имеет рабочее напряжение до ~ 4,0 В и до 30 С (заряд и разряд 2 мин) Скорость и срок службы 500 циклов (коэффициент удерживания мощности 95%, скорость 5 C). Результаты исследований дают новый способ улучшить электрохимические характеристики ионных батарей натрия. Никогда не думал.
Исследование финансировалось Национальным научным фондом Китая, проектом STS Китайской академии наук и Проектом науки и техники Шэньчжэня.
(а) кривые заряда и разряда оловянного отрицательного электрода, (б, с) Na, Li и Sn подвергаются реакции обратимого совместного легирования, (d) интеркалированный графит аниона (PF6-) имеет хорошую обратимость, (e) отрицательный электрод олова Электрохимический стресс-тест доказывает, что реакция легирования имеет хорошую механическую обратимость, (f) путь диффузии атомов Na и Li в решетке Sn и соответствующий барьер энергетической энергии (g), сплавленная фаза NaSn (h) и Плотность карты Li2Sn5 (i).
