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技术前沿北京理工大学在钠离子电池负极 [复制链接]

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新一轮能源革命已经到来,大力发展可再生能源发电与规模储能是实现产业转型和经济可持续发展的关键。我国新能源产业在近几年爆发式增长,但是由于风能、太阳能等新能源具有随机性和不确定性等缺点,在大规模接入电网的过程中会给电网的稳定性带来隐患。电化学储能具有稳定性好的优点,其中锂离子电池具有高能量密度、高功率密度和高工作电压,是现今重要储能设备之一。但是由于锂资源短缺导致锂成本增加,面向大规模储能应用受到较大影响。钠离子电池作为二次电池体系中的新星,其具有钠资源丰富、价格低廉等特点,结合其功率密度、能量密度、生产成本等诸多因素,钠离子电池的总体优势有望使其成为未来大规模储能系统应用发展的最佳选择。

图1钠离子电池大规模储能应用及关键材料组成

钠离子电池中正负极材料和电解质是最重要的组成部分,同时也决定了其电化学性能的优劣。目前研究的正极材料包括层状金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝以及有机正极材料等,负极材料包括转化类型、合金类型和碳材料等,电解质包括固体电解质、有机、水系等多种类型,不同电解质体系需要匹配不同的正负极材料。近日,材料类顶级国际期刊《AdvancedFunctionalMaterials》(《先进功能材料》,影响因子16.)报道了北京理工大学材料学院陈人杰教授和谢嫚副教授的钠离子电池课题组在钠离子电池负极方面的研究进展,相关研究成果以“Fe2VO4NanoparticlesAnchoredonOrderedMesoporousCarbonwithPseudocapacitiveBehaviorsforEfficientSodiumStorage”为题在线发表。江颖博士为第一作者,谢嫚副教授、陈人杰教授为共同通讯作者。

图2Fe2VO4

CMK-3复合物合成过程

与单金属氧化物相比,双金属氧化物在碱金属离子存储中表现出更高的电子/离子导电性和电化学活性。其中Fe2VO4具有原材料丰富、高的理论比容量等优点,在钠离子负极材料中得到广泛

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