检索结果-内蒙古大学图书馆

物理化学学报 2025年第03期41卷 39-58页

作者：郭宇黄志伟胡雨青李俊哲徐杰安徽工业大学材料科学与工程学院

由于资源丰富、价格低廉以及较高比容量，铁(Fe)基材料在钠离子电池负极材料中具有广泛应用前景。然而，Fe基负极材料存在电导率低和在充放电过程中发生的较大体积变化等问题，导致其倍率性能和循环稳定性较差，严重限制了其在钠离子电... 详细信息

由于资源丰富、价格低廉以及较高比容量，铁(Fe)基材料在钠离子电池负极材料中具有广泛应用前景。然而，Fe基负极材料存在电导率低和在充放电过程中发生的较大体积变化等问题，导致其倍率性能和循环稳定性较差，严重限制了其在钠离子电池领域的大规模应用。构建具有异质结构的Fe基电极材料对提高电导率、增强动力学特性、以及缓解循环过程中由于较大体积变化引起的结构破坏至关重要，从而显著提高Fe基电极材料的综合电化学性能。本文详细综述了具有异质结构的Fe基负极材料在钠离子电池中的研究进展，重点阐述了异质结构Fe基电极材料的合成方法、表征手段和储能机制。同时，对异质结构Fe基氧化物、硫化物、磷化物、硒化物负极材料以及双阴离子Fe基负极材料的储钠特性、改性策略和强化机制等最新研究进展进行归纳。最后，对Fe基异质结构负极材料面临的挑战和发展前景进行总结，以期促进Fe基异质结构钠离子电池负极材料的快速发展和实际应用。

关键词：钠离子电池异质结构 Fe基负极材料储能机制改性策略

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钠离子电池正极材料氟磷酸钒钠的掺杂改性研究

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化学进展 2025年第3期37卷 439-454页

作者：胡芳诚胡均贤田阳王东马廷壮王立鹏名昆明理工大学云南省有色金属真空冶金重点实验室昆明650093 昆明理工大学真空冶金国家工程研究中心昆明650093 昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093 昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室昆明650093

钠离子电池倍率性能优异,高低温性能稳定,钠资源丰富且成本低,在大规模储能和低速电动车领域具有良好的应用前景。正极材料决定着钠离子电池的工作电压与循环性能,是直接影响钠离子电池整体性能的核心组成部分。其中,Na_(3)V_(2)(PO_(4)... 详细信息

钠离子电池倍率性能优异,高低温性能稳定,钠资源丰富且成本低,在大规模储能和低速电动车领域具有良好的应用前景。正极材料决定着钠离子电池的工作电压与循环性能,是直接影响钠离子电池整体性能的核心组成部分。其中,Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(2)F_(3)(NVPF)具有优异的结构稳定性和高工作电位,但离子扩散速度慢和电子电导率低,需要通过元素掺杂等改性手段进一步提升性能。本文介绍了NVPF的背景、晶体结构和制备方法;详细总结了在NVPF材料的钠位、钒位、阴离子位等不同掺杂位点进行掺杂的改性进展;并分析了掺杂在NVPF材料中优化颗粒尺寸、增强晶格稳定性、改变晶格间距提升钠离子扩散速度、提高电子电导率的作用机理。本文从后续研究的角度出发,对NVPF材料的制备、掺杂位点以及作用效果进行了总结,并对掺杂改性发展前景进行展望。

关键词：钠离子电池氟磷酸钒钠制备方法掺杂位点作用机理

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钠离子电池硬碳负极容量提升策略研究进展

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储能科学与技术 2025年第2期14卷 544-554页

作者：常永刚张晋豪解炜李秀春王毅林陈成猛中煤华利能源控股有限公司北京100020 中煤华利新疆炭素科技有限公司新疆哈密839200 中国科学院山西煤炭化学研究所山西太原030001 中国科学院大学北京100049

锂离子电池作为电化学储能领域的代表性技术,在经济社会发展中愈发不可或缺。但全球锂资源分布不均,我国锂资源安全受到严峻挑战。相比之下,钠离子电池由于储量丰富有望成为锂离子电池的重要补充技术和新能源产业摆脱对外资源依赖的重... 详细信息

锂离子电池作为电化学储能领域的代表性技术,在经济社会发展中愈发不可或缺。但全球锂资源分布不均,我国锂资源安全受到严峻挑战。相比之下,钠离子电池由于储量丰富有望成为锂离子电池的重要补充技术和新能源产业摆脱对外资源依赖的重要解决方案。负极材料是影响钠离子电池性能的关键因素之一。硬碳由于其综合性能良好已经率先产业化,但其容量低仍限制了其进一步发展。本文首先回顾了硬碳储钠的四种模型,包括“插入-填充”模型,“吸附-插入”模型,“吸附-填充”模型,“三阶段”模型。其次介绍了拉曼光谱、对分布函数、正电子湮灭寿命谱、扩展X射线吸收精细结构和电子顺磁共振、气体吸脱附、小角X射线散射等在缺陷及孔结构表征上的应用。着重介绍了斜坡平台容量提升策略诸如杂原子掺杂、碳化温度调控、孔结构调控、微晶结构调控等方法。综合分析表明,通过增加硬碳中的缺陷浓度可以有效地提升硬碳的斜坡容量以及通过提升闭孔孔容可以有效提升硬碳的平台容量。最后提出了硬碳的发展方向和展望,旨在为钠离子电池的进一步发展提供有价值的参考。

关键词：钠离子电池硬碳斜坡平台容量优化闭孔形成机理

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钠离子电池正极表面残余碱转换钠补偿包覆层

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储能科学与技术 2025年第1期14卷 21-29页

作者：乌兰杨杰耿磊胡润彭尚龙西北民族大学化工学院甘肃兰州730030 兰州大学材料与能源学院甘肃兰州730000

钠离子电池(SIBs)在大规模电能存储领域引起了广泛关注。然而,在高温固相法合成层状正极材料的过程中,钠盐和金属氧化物通过化学键的断裂和重组形成层状结构,部分钠盐未能进入材料的体相结构,而是残留在材料表面形成碱性物质,如NaOH、Na... 详细信息

钠离子电池(SIBs)在大规模电能存储领域引起了广泛关注。然而,在高温固相法合成层状正极材料的过程中,钠盐和金属氧化物通过化学键的断裂和重组形成层状结构,部分钠盐未能进入材料的体相结构,而是残留在材料表面形成碱性物质,如NaOH、NaHCO_(3)和Na_(2)CO_(3),统称为残碱。这些残碱加速了液体电解质中过渡金属层的溶解,导致正极材料的晶体结构发生不可逆的退化。此外,碳酸钠在高电压下分解产生二氧化碳气体,是电池胀包的原因之一,带来安全隐患,并导致钠离子全电池中出现严重的钠离子损失,限制了其能量密度和循环寿命。为了解决这一问题,本研究采用了一种创新性实验方案,将材料表面的有害残碱成分成功转化为NaMgPO4包覆层结构。近年来兴起的差示电化学质谱(DEMS)技术被用来验证该残碱处理工艺的效果。制备的NaMgPO4包覆层均匀覆盖在正极材料表面,厚度约为5 nm,且具有良好的结晶性。X射线衍射(XRD)分析表明,包覆材料的衍射峰与原始材料的衍射峰完全对应,证明少量包覆不会影响材料的晶体结构。此外,包覆层的存在轻微扩大了钠层间距,提升了正极材料的倍率性能。NNM-2材料展示出优异的倍率性能,在1 C电流密度下首圈放电比容量为169 mAh/g,经过100次循环后容量保持率为74%。在充放电过程中基本不再产生CO_(2),表明残碱含量显著减少。

关键词：钠离子电池残碱 NaMgPO4包覆电化学质谱

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钠离子电池硬碳闭孔结构研究进展

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储能科学与技术 2025年第2期14卷 555-569页

作者：王阳峰侯佳傲朱紫宸所聪侯栓弟石油化工科学研究院北京100083 中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045 南安普顿大学英国南安普顿SO171BJ

钠离子电池具有原料资源丰富、成本低、低温性能好等优势,被认为是锂离子电池在规模储能、低速电动交通领域的最佳补充甚至替代,引起了人们的广泛关注。硬碳是目前最具实用化潜力的钠离子电池负极材料,其闭孔结构有利于提升低电压平台... 详细信息

钠离子电池具有原料资源丰富、成本低、低温性能好等优势,被认为是锂离子电池在规模储能、低速电动交通领域的最佳补充甚至替代,引起了人们的广泛关注。硬碳是目前最具实用化潜力的钠离子电池负极材料,其闭孔结构有利于提升低电压平台区容量,但硬碳低电压平台区产生机制还存在争议,且硬碳闭孔结构与电化学性能间的构效关联尚不明确,这严重制约了钠离子电池的产业化进程。本文综述了近年来钠离子电池硬碳闭孔结构的研究进展,首先,总结了硬碳材料闭孔结构的基本定义及储钠机理;随后,重点介绍了不同的碳材料闭孔结构调控方法、闭孔结构分析表征技术,以及闭孔结构和储钠电化学性能之间的关联关系;最后,分析了闭孔结构在钠离子电池硬碳材料电化学性能发挥中存在的问题及挑战,并提出了未来研究的主要发展方向。

关键词：钠离子电池硬碳闭孔平台区容量

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Cu和Mg协同取代抑制钠离子电池正极材料P2-Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2)的P2-O_(2)相变

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无机材料学报 2025年第2期40卷 184-195,I0001-I0003页

作者：朱志杰申明远吴涛李文翠大连理工大学化工学院大连116024

研究钠离子电池(SIBs)对开发新能源和新储能方式具有重要意义。P2型层状氧化物Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2)正极材料具有容量和工作电压较高的优点,但在高电压下发生的P2-O2不可逆相变会导致体积急剧变化,容量迅速衰减。针对这个问题... 详细信息

研究钠离子电池(SIBs)对开发新能源和新储能方式具有重要意义。P2型层状氧化物Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2)正极材料具有容量和工作电压较高的优点,但在高电压下发生的P2-O2不可逆相变会导致体积急剧变化,容量迅速衰减。针对这个问题,本研究采用Cu和Mg协同取代的策略,通过固相反应法合成了P2-Na_(0.67)Ni_(0.18)Cu_(0.10)Mg_(0.05)Mn_(0.67)O_(2)(NCMM-10-05)正极材料。结果表明,掺入Cu和Mg有效抑制了P2-O2相变,转而形成了可逆程度更高的OP4相,提高了材料结构的可逆稳定性,且电化学性能得到了显著提升。在2.00~4.35 V(***^(+)/Na)电压窗口内NCMM-10-05初始放电容量为113mAh·g^(-1),在8C(1C=100 mA·g^(-1))电流密度下仍有64.1 mAh·g^(-1)的可逆容量,在1C电流密度下循环200圈后容量保持率可以达到88.9%。本研究探讨了Cu和Mg协同取代对P2型层状氧化物结构与电化学性能的影响,并通过原位X射线衍射(XRD)分析与密度泛函理论(DFT)计算进一步探究了Cu、Mg元素在结构演变中的具体作用,为合理设计具备Na+快速传输能力和高稳定性的SIBs正极材料提供了参考。

关键词：钠离子电池正极材料 P2型层状氧化物协同取代

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MXene在钠离子电池负极中的研究进展

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复合材料学报 2025年第3期42卷 1158-1177页

作者：胡妙棱王玲李珊珊延卫西安交通大学环境科学与工程系西安市固体废物资源化利用重点实验室

钠离子电池是近年来热门研究的二次离子电池之一，具有成本低、资源丰富的优点。但钠的原子质量和离子半径较大，导致钠离子电池结构形变，影响其电化学性能。MXene是一种新型的二维层状结构材料，具有高导电性、高可塑性、高耐腐蚀性... 详细信息

钠离子电池是近年来热门研究的二次离子电池之一，具有成本低、资源丰富的优点。但钠的原子质量和离子半径较大，导致钠离子电池结构形变，影响其电化学性能。MXene是一种新型的二维层状结构材料，具有高导电性、高可塑性、高耐腐蚀性和大比表面积的特性，在钠离子电池中具有广泛的应用。但MXene作为电极材料时，由于层间的范德华力使得片层易再次堆叠，从而减少了表面活性位点，加长了离子扩散路径，进而影响了钠离子电池的比容量和倍率性能。本文综述了MXene材料在钠离子电池负极中的研究进展，介绍了MXene材料的基本性质和制备方法，详细论述了MXene材料优化改性的方法和储钠机制，总结了MXene在钠离子电池负极实际应用中面临的困难和挑战，并展望了MXene材料进一步发展的方向，希望对MXene材料的实际应用有所启发。

关键词： MXene 电化学储能电极材料钠离子电池储钠机制

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钠离子电池正极材料NaMn_(0.33)Fe_(0.33)Ni_(0.33)O_(2)的喷雾干燥法制备及其改性

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天津工业大学学报 2025年第1期44卷 40-46页

作者：张庆印杨訾赵静张桂芳时志强天津工业大学化学工程与技术学院天津300387 天津工业大学天津市先进纤维与储能技术重点实验室天津300387 天津工业大学材料科学与工程学院天津300387

为了制备颗粒较均一的钠离子电池正极材料NaMn_(0.33)Fe_(0.33)Ni_(0.33)O_(2)(NFM111),以乙酸镍四水合物、柠檬酸铁、乙酸锰四水合物、乙酸钠三水合物以及无水柠檬酸为原料配制出喷雾溶液,采用喷雾干燥法制备前驱体,预氧化后进行球磨... 详细信息

为了制备颗粒较均一的钠离子电池正极材料NaMn_(0.33)Fe_(0.33)Ni_(0.33)O_(2)(NFM111),以乙酸镍四水合物、柠檬酸铁、乙酸锰四水合物、乙酸钠三水合物以及无水柠檬酸为原料配制出喷雾溶液,采用喷雾干燥法制备前驱体,预氧化后进行球磨并掺杂TiO_(2)后再进行高温烧结,得到NFM111@TiO_(2);采用物性表征和电化学测试,探究不同煅烧温度对NFM111的影响。结果表明:本文制备的NFM111@TiO_(2)颗粒的粒径大小一致;煅烧温度为900℃时增大了NFM111的层间距,进而增大了钠离子传输速率,NFM111@TiO_(2)的首圈放电比容量为143.2 mA·h/g,100圈后容量保持率为86.8%,具有良好的电化学性能。

关键词：喷雾干燥法钠离子电池正极材料层状氧化物掺杂

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钠离子电池正极预钠化技术进展

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储能科学与技术 2025年

作者：李昱李丹丹谢飞唐彬容晓晖梁沁沁胡勇胜中国科学院物理研究所广西电力装备智能控制与运维重点实验室广西电网有限责任公司电力科学研究院

钠离子电池凭借原材料来源广泛、成本低廉等优势，被视作下一代非常重要的电化学储能技术。预钠化技术可通过引入额外的钠源，对首周充电时因生成界面而不可逆消耗的钠离子进行有效补充，进而有效提升电池的循环寿命与能量密度，在钠离... 详细信息

钠离子电池凭借原材料来源广泛、成本低廉等优势，被视作下一代非常重要的电化学储能技术。预钠化技术可通过引入额外的钠源，对首周充电时因生成界面而不可逆消耗的钠离子进行有效补充，进而有效提升电池的循环寿命与能量密度，在钠离子电池实际生产应用中具有重要价值。预钠化技术主要分为负极预钠化技术和正极预钠化技术，正极预钠化技术里的自牺牲型补钠剂预混法，因其操作简便，无需额外增添设备，有利于大规模推广。本文首先简单介绍了补钠剂的分类，然后梳理了这一方法在实际生产应用过程中存在的问题，具体涵盖生产储存环节的安全性与稳定性问题、电极制造过程中补钠剂的碱性以及粒径大小的问题，还有电池循环时分解电位过高、分解产物及其分解后对极片产生的影响等问题。随后本文归纳了近年来预钠化相关文献与专利中对应的解决方案，还对这一方法在无负极钠电池中的应用情况作了介绍。最后，本文对未来补钠剂的开发提出了相应的设计原则，并有望为正极预钠化技术的应用提供一定的指导与启发。

关键词：钠离子电池预钠化自牺牲型补钠剂专利分析

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钠离子电池锡基合金类负极材料研究进展

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储能科学与技术 2025年第3期14卷 883-897页

作者：陈钊梁沁沁李玉婷谢飞唐彬李建新陆雅翔陈爱兵胡勇胜中国科学院物理研究所北京100190 广西电力装备智能控制与运维重点实验室广西电网有限责任公司电力科学研究院广西南宁530023 河北科技大学化学与制药工程学院河北石家庄050091

负极材料是钠离子电池的重要组成部分,承担着接收并储存钠离子的重任从而影响电池的储能密度、功率密度、循环稳定性等。以锡为代表的合金类负极材料具有合适的电位和较高的理论比容量,是钠离子电池体系极具竞争力的负极材料。然而锡基... 详细信息

负极材料是钠离子电池的重要组成部分,承担着接收并储存钠离子的重任从而影响电池的储能密度、功率密度、循环稳定性等。以锡为代表的合金类负极材料具有合适的电位和较高的理论比容量,是钠离子电池体系极具竞争力的负极材料。然而锡基负极,像合金类负极一样,具有钠化体积膨胀严重致颗粒粉化并失去电接触、固态电解质中间相不稳定、循环稳定性不佳等问题。本文通过对近期相关文献的分析,评述了钠离子电池领域锡基负极的研究现状,包括纯锡、锡碳复合、氧化锡、硫化锡、硒化锡、磷化锡等材料,并揭示了锡基合金类负极容量衰减的共性以及应对的改性策略。综合分析表明,针对锡基负极材料特点的活性物质的纳米化、相变过程调控和结构设计;对导电碳和黏结剂等非活性物质的改性与复合结构设计;电解质设计以及超高载量的锡箔形式负极等策略确实可以提升比容量、载量、倍率性能和循环稳定性等指标。众多策略对将在未来应用于钠离子电池体系,实现稳定、高倍率性能和高能量密度的锡基负极材料提出了合理构想。

关键词：钠离子电池锡基负极合金化反应

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