AFM：三维多孔泡沫碳基-20℃低温高性能钠离子电池

纳米技术

2020-12-19

由于面临着大规模能源储存的需求，发展能够在低温环境中使用的高性能Na离子电池（SIB）受到广泛关注，目前在室温中Na离子电池能够实现较好的循环稳定性、倍率性能，在低温条件中电化学动力学缓慢的缺点仍在钠离子电池中妨碍了使用。有鉴于此，广东工业大学李成超、中国科学技术大学余彦等报道了一种三维多孔特征的多孔Na₃V₂(PO₄)₃/C (NVP/C-F)和NaTi₂(PO₄)₃/C泡沫材料。

本文要点：

（1）

通过第一性原理计算，揭示了钠超离子导体特征的NVP/C-F、NTP材料在-20 ℃较低温度中具有较高的Na⁺扩散性能，NVP、NTP的扩散分别达到3.84×10^-5、2.94×10^-9 cm² s^-1。这种三维互联多孔泡沫材料结构在低温Na⁺传输中展示了非常高的电解质吸附能力、Na⁺离子传输能力，在循环中保持接近理论的容量，能够在20 C中进行1000次循环。

（2）

通过以上特征，这种NTP/C||NVP/C-F电池实现了非常好的低温动力学、循环稳定性，将促进未来低温钠离子电池的发展。

参考文献

Xianhong Rui, Xianghua Zhang, Shitan Xu, Huiteng Tan, Yu Jiang, Li Yong Gan, Yuezhan Feng, Cheng Chao Li,* and Yan Yu*, A Low-Temperature Sodium-Ion Full Battery: Superb Kinetics and Cycling Stability, Adv. Funct. Mater. 2020, 2009458

DOI: 10.1002/adfm.202009458

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202009458