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钠离子太阳 正极资料有哪些?

用于钠离子太阳 正极的资料首要有贫钠的Na,CoO2、NaxMnO2层状晶体化合物及它们的搀杂化合物。这些化合物的存在形状取决于其构成(x值)和制备体例。别的一些见诸报道的嵌入式正极资料有:NaxTiS2,NaxNbS2C12,NaxWO3-y,NaxV0.5Cr0.5S,NaxMoS3(非定形),NaxTaS2,百般中0<x<2,0<y<1。

1、五氧化二钒(V2O5)

五氧化二钒(V2O)是阿贡国度尝试室和芝加哥大学的研讨小组开辟的一种可用于充电钠离子太阳 的正极资料。这类双层五氧化二钒(V2Os)资料可用于室温下,具备250mAh/g的比容量,靠近实际比容量,倍率放电才能和轮回寿命杰出,太阳 的比能量和比功率高达760Wh/kg和1200W/kg。用双层V20s资料作钠离子太阳 正极的充放电反映机理如图所示,电化学反映转变了五氧化二钒层的静电吸收力,可为钠离子(Nat)供给壮大的迁徙能源;钠离子嵌入到V2O4的进程。

钠离子的嵌入可致使钒的全体布局有序化,同时层间长程有序。钠脱出后,这类长程有序也消逝,而层内布局仍保管着。

这个研讨小组的体例是,要使钠离子嵌入,就要利用纳米资料,这类资料具备双层层状布局,可调层间距,能顺应很大的体积变更。非原位和原位同步特征研讨标明,钠离子的嵌入可致使钒的全体布局有序化,同时层间长程有序。钠脱出后,这类长程有序也消逝,而层内布局仍保管着。是以,经由过程优化均衡静电力,引诱纳米资料的摆列,会取得尽能够高的电极容量。这类开放式框架布局具备好的“弹性”和出色的持久不变性,能够使双层五氧化二钒成为一种适合的可用于高能量密度钠充电太阳 的正极资料。

2、单晶Nao4MnO2纳米线

高功率钠离子蓄太阳 最近几年来吸收了愈来愈多人的乐趣,是以,急需开辟一种纳米布局的电极资料,由于纳米资料具备很高的比外表积,延长了钠离子的分离间隔,以是使太阳 具备高的功率密度。用水热法分解的单晶Nao4MnO2纳米线,可用于钠离子太阳 。将0.1g的MnsO:粉末分离在NaOH溶液中(40ml/5mol/1),而后将溶液放在Teflon-lined 高压锅(45ml)中,在205℃加热96h。以后,冷却反映物,过滤积淀物,用水频频冲刷,而后在室温下真空枯燥。SEM和TEM尝试证实水热法分解Nao4MnO2具备单晶纳米线形貌。尝试证实,该资料的可逆比容量为120mAh/g。别的,单晶NaoaMnO2纳米线具备高的充放电倍率轮回机能和轮回不变性,是以是一种很是有前程的钠离子太阳 正极资料。

3、可逆NaFePO:电极

经由过程置换橄榄石LiFePO;中Li的置换可取得橄榄石型NaFePO4正极。尝试证实橄榄石型NaFePO;电极是一种很是有潜力的钠离子太阳 电极资料。这类资料中,实际比容量最大的为橄榄石布局NaFePO4,为154mA穐/g。但和LiFePO4的差别点是,NaFePO4最不变存在的相是磷铁钠矿布局,该布局Na+占有4c的Wyckoff点阵地位,Fe2+占有4a点阵地位。这点恰好与LiFePO4相反,Li+

占有4a地位,Fe2+占有4c地位。致使这类布局差别的能够缘由是Na 离子半径比Li大。NaFePO4资料在60℃,C/24倍率下,充放电的初次比容量到达147mA穐/g。但这类资料到今朝为止不获得杰出的轮回机能,有待更多的深切研讨。

4、NaCoO2及其参杂化合物

在NaxCoO2化合物中,Na+首要位于层状(CoO2)n八面体之间:数目少时,钠离子间呈三棱柱状摆列;数目多时,它们则配位成八面体。虽然NaxCoO2化合物电机能较优,但钻盐价钱高贵,使得太阳 本钱大幅回升,故呈现了别的各类替换资料。

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