钠离子电瓶小车公布了,可靠吗?【北京赛车官

日期:2019-11-08编辑作者:北京赛车官方正版投注

最近,由于其较高的理论比容量和较低的电极电势,科学人员的研究兴趣重新集中在钠金属负极的研究上。采用金属钠为负极的电池,例如室温钠硫电池,室温钠氧电池和室温 ZEBRA型钠金属卤化物电池具有非常大的潜力成为新一代高比能量、低成本的储能装置。但目前关于钠金属负极的研究仍处于起步阶段,其在电池充放电反应过程中的复杂机理还没有被完全了解。

相比于广泛使用的锂离子电池,钠离子电池,室温钠硫电池以及钠空气电池在大型能源储存器件的应用上收到了广泛的关注。其中,金属钠被认为是一种极具潜力的钠离子电池与钠金属电池的负极材料。

进入21世纪,新能源行业的兴起带活了上游产业,各种新兴电池技术开始冒尖,常温钠离子电池也获得了新生。这一时期,钠离子相关的论文发表数量和新闻报道数量显着增加——钠离子电池开始获得更多人的关注。

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例如,当电流密度为1 mA/cm-2时,纯钠片在循环150h之后,相对电压开始急剧增长,在250 h之后高于4V。然而,alucone保护过的钠片可以稳定循环270h以上,其相对电压稳定在0.3 V。这表明,分子层沉积薄膜可以有效地提高金属钠的循环稳定性能。并且,扫面电镜结果显示,分子层沉积薄膜可以有效地减缓钠枝晶的生长,这是提高电化学性能的重要原因。同时,相比于原子层沉积氧化铝薄膜保护层,分子层沉积alucone薄膜在此种电解液中展现出更优异的性能。

2Na xS=Na2Sx

澳大利亚悉尼科技大学汪国秀教授课题组联合德国吉森尤斯图斯-李比希大学Jürgen Janek教授课题组首先对钠枝晶的生长机理进行了简要介绍。接下来总结了几种被广泛报道的抑制钠枝晶生长的策略,包括液体电解液优化,电解液添加剂选择,多孔集流体的设计,人工SEI膜的制备以及固态电解质的应用。最后,基于目前的研究现状,作者对钠金属负极未来的研究方向进行了展望。

同时,他们还利用不同的表征手段,包括XPS和RBS技术来理解SEI组分的变化。结果表明:分子层沉积薄膜在电化学循环过程中可以稳定存在,其有助于形成稳定的SEI层,从而减少枝晶的生长,提高电化学性能。

听惯了锂离子电动车的吃瓜群众不禁要问,什么是钠离子电池?

钠电池的研究始于1960年。高温钠硫电池首先被开发出来。该电池采用熔融的金属钠作为负极,熔融的单质硫作为正极,并采用具有钠离子电导率的固态电解质作为隔膜。但由于其存在巨大的安全隐患,近些年来有关钠电池的研究主要集中在降低电池的工作温度上。在70年代末期和80年代初期,对常规锂离子和钠离子插层型材料的研究工作开始引起全世界的关注。但是由于缺少合适的负极材料,钠离子电池的商业化并没有进入到实质阶段。但由于钠资源储量丰富以及分布广泛,钠离子电池被认为是未来大规模、低成本储能系统的理想候选产品。自2009年以来,与钠电池有关的论文数量有着显着增长。由于传统的石墨负极材料的储钠性能远远低于储锂性能。目前大多数研究活动都致力于开发高性能负极材料以提高钠离子电池的能量密度。

近日,加拿大西安大略大学孙学良院士团队首次报道了利用分子层沉积技术研发新型铝基有机无机复合薄膜作为金属钠负极的保护层。结果表明:在不同的电流密度下,金属钠负极的循环寿命得到了大幅度的提高。

早期的钠离子电池主要以Na/S为主,即钠硫电池,化学反应式为:

相关论文以“Design Strategies to Enable the Efficient Use of Sodium Metal Anodes in High‐Energy Batteries”为题,在线发表在Advanced Materials上。

金属钠具有很高的理论比容量与较低的电势。但是,在电化学沉积过程中,金属钠极易与液态电解液发生副反应,形成不稳定的固液电解质界面层,从而产生枝晶,刺穿隔膜,降低电池的库伦效率和寿命。因此,稳定的SEI层是减缓枝晶生长,提高金属钠负极性能的关键因素之一。

钠硫电池中的电解质是熔融状态的钠,所以要求运行温度达到300度以上。一些业内人士介绍,仅钠硫电池的预热就需要三天时间。

为了在实际的可充电电池系统中有效使用钠金属负极,需要克服诸多挑战。首先,抑制钠枝晶的生长可以提高电池的安全性能。其次,提高电极循环过程中的库仑效率可以最大程度地减少所需金属钠的用量,从而降低材料成本,增加整个电池系统的能量密度。同时出色的循环性能可以延长电池的使用寿命以满足客户的需求。

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钠离子电瓶小车公布了,可靠吗?【北京赛车官方正版投注】。认识钠离子电池,首先要知道碱金属。按照百度百科的解释,碱金属是指在元素周期表中ⅠA族除氢外的六个金属元素,即锂、钾、铯,而钠和锂都是碱金属。由于二者的化学性质相似,在锂离子电池占据电动汽车市场主导地位的今天,钠离子电池的问世应该算不上是稀奇事。

钠离子电池的前世今生

钠离子电瓶小车公布了,可靠吗?【北京赛车官方正版投注】。钠离子电瓶小车公布了,可靠吗?【北京赛车官方正版投注】。6月20日,中国科学院物理研究所发布新闻称,首辆钠离子电池低速电动车在物理所园区内示范演示,目前钠离子电池的能量密度已达到120 Wh/kg,是铅酸电池的3倍左右。“低成本钠离子电池有望在低速电动车、电动船、家庭储能、电网储能等领域获得应用。”中科院物理所的官方报道这样写。

另外,钠硫电池的安全性偏低。钠的化学性质非常活泼,熔融状态的金属钠遇到空气或水都会剧烈反应,钠硫电池导致的火灾通常只能用沙子覆盖扑灭,但在清理燃烧灰烬时,钠一旦接触空气又会死灰复燃。这是钠硫电池无法大规模推广的原因之一。

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常温下钠离子电池的研究,可以追溯到上世纪80年代,但是由于正负极材料难以匹配,钠离子电池的研究一度停滞不前。

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关键词: 电池 离子 负极 金属钠

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