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KAIST提出以硫化铜为电极材料助推钠离子电池商业化

2021-10-16 06:21 已有人浏览
本文摘要:(图源:KAIST官网)锂离子电池(LIBs)自面市以来,已被普遍应用于各种电化学储能应用于,还包括移动设备、电动汽车和储能系统(Ess),是最热门的可充电电池类型之一。但是,随着市场需求的减少,其价格在过去几年也有所下跌。由于钠的天然储量低、成本低,而且化学性质与锂相近,因此,钠离子电池(SIBs)未来将会沦为锂离子电池的替代品。 人们对SIB电池更加感兴趣,但是,由于缺少适合的电极材料,SIB电池的商业化还近末构建。

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(图源:KAIST官网)锂离子电池(LIBs)自面市以来,已被普遍应用于各种电化学储能应用于,还包括移动设备、电动汽车和储能系统(Ess),是最热门的可充电电池类型之一。但是,随着市场需求的减少,其价格在过去几年也有所下跌。由于钠的天然储量低、成本低,而且化学性质与锂相近,因此,钠离子电池(SIBs)未来将会沦为锂离子电池的替代品。

人们对SIB电池更加感兴趣,但是,由于缺少适合的电极材料,SIB电池的商业化还近末构建。据外媒报导,韩国高级科学技术研究院(KAIST)的研究人员明确提出新策略,以硫化铜为电极材料,缩短钠离子电池可循环性。

用于这种材料,可以增进SIB电池的高性能切换反应,并未来将会构建SIB电池的商业化。JongMinYuk教授领导的团队证实了利用硫化铜平稳钠储存机制。

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硫化铜是一种优良的电极材料,因其独有的耐热消灭转化成反应机理,具备高容量、高速率和长周期循环能力,从而增进容量完全恢复。研究结果表明,用于硫化铜时,钠离子电池每天电池一次,使用寿命平均5年以上。而且,硫化铜所含非常丰富的铜和硫等天然材料,比锂离子电池具备更佳的成本竞争力,锂离子电池用于的是锂和钴。锂离子电池使用石墨等插层材料作为负极,由于插层间距严重不足,这些材料无法大量存储钠。

因此,人们开始探寻转化成和合金化反应型材料,以符合负极部分的高容量市场需求。然而,与放入反应有所不同,在转化成和合金化反应中,材料的体积收缩一般来说较小,而且晶体不会忽然发生变化,进而毁坏活性物质,造成容量相当严重发育。研究团队找到,在转化成反应中,对于构建耐消灭转化成反应和容量完全恢复,半共格互为界面(semi-coherentphaseinterface)和晶界起着关键作用。

硫化铜通过渐进性的晶体变化,分解半共格互为界面,最后制止颗粒的消灭。基于这一独有的机理,研究人员证实,无论大小和形态如何,硫化铜都具备高容量和低循环稳定性。Yuk教授回应:“用于硫化铜,可以增进钠离子电池的发展,有助研发低成本储能系统,并解决问题微尘问题。


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