三维碳基硒化钴应用于高性能钠离子电池文献综述

 2021-10-24 15:37:49

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1. 引言锂离子电池由于具有高的放电电压和能量密度以及良好的循环稳定性,已被广泛用于便携式电子设备、大尺寸供电系统、新能源汽车以及储能等领域。

然而,由于锂资源的持续消耗和锂离子电池越来越高的价格,其在大规模储能领域的应用受到了极大的限制。

钠离子电池是锂离子电池理想的替代品,与商业化的锂离子电池相比,钠离子电池具有以下优势[1]:①钠盐的电导率较高,可以选用低浓度的电解质,降低生产成本;②地壳中钠资源储量丰富,分布范围广泛,价格低廉,原料成本优于锂离子电池;③钠离子电池不存在过放电特性,可以放电至0 V;④锂离子与铝离子在低于0.1 V (vs. Li /Li) 时会发生合金反应,而钠离子不会,使得铝箔可以取代铜箔用作负极的集流体,不仅可以降低成本,还能减轻质量。

钠离子电池具有钠资源丰富、成本低廉、稳定性能优异、安全性能良好以及无污染等优点,在大型储能系统中具有巨大的发展前景。

,研究发现,无论是在结构、部件以及系统等方面,还是在离子的迁移和储存机理等方面,钠离子电池都与锂离子电池相似,只是离子载体由锂离子变为钠离子,这使得两个体系的研究技术可以实现共享,并可运用相似的化合物作为关键材料[2]。

但是,钠离子的半径为 0.102 nm,远大于锂离子(0.076 nm),必将影响着电极材料结构的稳定性和离子的传输性质。

而钠的原子量(22.99 g/mol)比锂(6.94 g/mol)大,且相对于标准氢电极,Na /Na电对的氧化还原电位比Li /Li电对高约0.33 V,相比之下钠离子电池的能量密度要普遍低于相应的锂离子电池[3-4]。

因此,钠离子电池电极材料的研发是其发展和应用的关键影响因素之一。

2. Na离子电池2.1钠离子电池组成钠离子电池主要是由正极、负极、电解液、隔膜等组成。

将材料制成活性电极材料需要用到集流体、导电炭黑和粘结剂等。

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