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产业研究

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�?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�?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�?..

602

2024-10-17

研究

钠离子电池过渡金属氧化物改性研究进屔�/a>

由于金属钠具有资源丰富、分布广泛、价格低等优�?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�?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�?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�?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�?..

447

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�?主要包括高温固相法、水热法、共沉淀法、溶胶凝胶法�?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�?..

791

2024-10-17

研究

低温钠离子电池正极材料研究进屔�/a>

由于钠储量丰富且成本低廉,钠离子电�?SIBs)在大规模储能应用中引起了广泛关注。然�?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�?再加上钠的反应容易发生不可逆相�?从而严重降低SIBs的电化学性能和安全性能。因�?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�?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�?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哌�并提出了自己的一些见�?为推动SIBs正极材料在低温下的进一步发展提供参考�?..

508

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�?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�?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�?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秌�通过调控结构策略可以减小颗粒尺寸、调整颗粒形�?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�?本文以铋锑合金为例对二元合金负极进行了介绍。最�?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�?..

483

2024-10-17

研究

生物质基硬碳储钠负极材料研究进展

钠离子电池因其具有优异的低温性能、成本优势以及较高的安全�?有望逐渐成为锂离子电池在低速两轮车和大规模储能领域的补充�?开发低成本、高可逆容量和优异循环稳定性的钠离子电池负极材料成为行业难�?生物质基硬碳因其原料来源丰富、成本低廉、更易获得、碳产率高、环境友好且含有多种元素等优势而备受关�?其低廉的价格和独特的微观结构在众多钠离子电池负极材料中展现出明显的优势和巨大的商业潜�?为了寻找和开发性能优异的生物质基硬碳材�?本文首先对钠离子在硬碳表面活性位点的吸附行为和进入石墨片层的过程顺序进行了分�?讨论了有争议的四种钠离子存储机制.深入分析了钠离子在硬碳中的储存机�?并基于此进一步讨论了不同生物质基前驱体硬碳的差异,并通过硬碳负极的微观结构提出钠离子电池负极的优化策�?对钠离子电池的发展具有一定的指导意义....

747

2024-10-16

研究

钠离子电池层状正极材料的相变研究进展

近年�?随着锂离子电池的大规模商业化应用,锂资源储量短缺和价格上涨的问题引起了广泛关注。钠离子电池因其钠储量丰富、能量密度可观、成本低廉等优势,在未来大规模储能装置的应用中前景广阔。正极材料是影响钠离子电池性能的关键因�?其中层状氧化物正极材料因具有高比容量、高工作电压、环境友好等优点而备受青睐。然而由于其脱嵌钠过程中易发生有害的相变导致电池的循环性能欠佳,制约着钠离子电池规模化应用于储能体系。因�?文章介绍了层状氧化物正极材料的结构分�?概述了材料在钠脱嵌时发生的相变历�?揭示层状氧化物正极材料相变机理及其对电化学性能的影�?最后提出了可以抑制相变的改性策�?并对层状氧化物正极材料的应用前景进行了展望�?..

418

2024-10-16

研究

低温钠离子电池电解液研究进展

发展大规模储能技术是实现清洁能源的高效利�?进而实现国家碳中和目标的关键。相较于目前广泛应用的锂离子电池,钠离子电�?sodium ion batteries,SIBs)原材料资源丰度高且成本低,是非常有潜力的一种大规模储能技术。近年来,SIBs在室温下表现出优异的电化学性能,但其在低温下的应用面临着诸多挑战,这极大地限制了其在极端环境下的应用。缓慢的钠离子扩散速率和较差的电荷转移动力学是导致SIBs低温下性能差的主要原因,而这与控制体相和界面离子传输的电解液密切相关。本文首先从电解液角度简要阐述了SIBs低温性能衰退的原囟�然后,从传统电解液优化和新型低温电解液两个方面综述了低温电解液的研究进�?系统地总结了低温SIBs电解液中有关碳酸酯类溶剂、醚类溶剂、添加剂和溶剂化结构的相关研穵�最�?对低温电解液的发展前景予以展望�?..

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2024-10-16

研究

钠离子电池软硬碳负极材料研究进展

钠离子电�?因与锂离子电池具有类似的工作原理,且无资源限制、成本相对较�?具有在大规模能源存储领域中发挥重要作用的潜力,近年来受到了广泛关注。负极材料作为钠离子电池的关键组成部�?其结构直接影响着电池的性能。因�?本文从基本概念、结构特点、性能优劣和储钠机理等方面介绍了钠离子电池的碳基负极材�?包括软碳、硬碳和软硬碳三种类垊�详细阐述了软碳和硬碳各自存在的不足及改进方法,重点归纳了兼具软碳和硬碳优势的软硬碳复合材料的研究状况和制备方法,并分析了软硬碳材料在钠离子电池负极材料领域的应用潜力�?..

447

2024-10-16

研究

二维导电纳米材料在聚合物燃烧预警及阻燃应用中的研究进屔�/a>

石墨烯、MXene等二维导电纳米材料由于具有独特的结构和导电�?在火灾预警和阻燃领域展现出优异的性能和广阔的应用前景。聚合物及其复合材料的广泛应用带来了一定的安全隐患和火灾风险。但传统火灾报警器难以在未见明火的预燃阶段及时发出警报信�?进而导致救援人员错失最佳救援时�?因此火灾的早期预警对保护人身安全和财产具有重要意义。广大科研工作者分别从绿色、环保、舒适、消防安全等角度出发,致力于提高材料的阻燃性、灵敏度以及响应时间。本文综述了近年来预警阻燃涂层的响应机制及研究现�?介绍了以石墨烯、MXene二维导电纳米材料为主的预警阻燃涂层的制备方法、预警阻燃机制及性能改进策略,总结了目前研究工作中仍旧存在的不足以及未来的发展方向,能够为阻燃预警相关工作的开展提供参考�?..

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2024-10-15

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