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近期,中国科学院物理研究所在钠离子电池碳基负极材料研究上取得了突破。科学家采用成本低廉的无烟煤作为前驱体,通过简单的粉碎和一步碳化得到了一种具有优异储钠性能的碳负极材料。
与锂相比,钠储量丰富、分布广泛、成本低廉,并且与锂具有相似的理化性质,因而钠离子电池的研究再一次受到科研界和工业界的广泛关注。而与锂离子电池相比,钠离子电池的能量密度通常较低,虽不太适合应用在对能量密度有较高需求的便携式电子设备和电动汽车领域,但适合应用于对能量密度要求不太高、对成本敏感的低速电动车和通讯基站、家庭储能、电网储能等领域。高性能电极材料的开发对实现钠离子电池的商业化应用至关重要,特别是高性能、低成本的负极材料仍是制约钠离子电池实用化的瓶颈。
在众多报道的钠离子电池负极材料中,高度有序的石墨类软碳负极材料储钠容量较低(通常低于100 mAh/g),而高度无序的硬碳材料由于具有高的比容量和长循环寿命等优良的综合性能而被认为是最有应用前景的一种负极材料。中国科学院物理研究所博士生李云明、研究员胡勇胜等利用水热方法得到了一种硬碳微球,接着又利用棉花作为前驱体通过一步碳化法得到了一种硬碳微管。接着他们提出在软碳前驱体沥青中加入第二相例如硬碳前驱体,利用二者之间的相互作用得到了一种无序度较高的非晶碳材料,并且这种复合前驱体具有较高的产碳率(60%左右)。作为钠离子电池的负极材料,其展现了高达250mAh/g的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。
他们近期通过裂解无烟煤得到的是一种软碳材料,但不同于来自于沥青的软碳材料。其在1600℃以下仍具有较高的无序度,产碳率高达90%,储钠容量达到220mAh/g,循环稳定性优异。最重要的是在所有的碳基负极材料中具有最高的性价比。其应用前景也在软包电池中得以验证,以其作为负极和Cu基层状氧化物作为正极制作的软包电池的能量密度达到100Wh/kg,在1C充放电倍率下容量保持率为80%,循环稳定,并通过了一系列适于锂离子电池的安全试验。低成本钠离子电池的开发成功将有望率先应用于低速电动车,实现低速电动车的无铅化,随着技术的进一步成熟,将推广到通讯基站、家庭储能、电网储能等领域。
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2025年一季度,中国储能行业在资本市场表现活跃。据CESA储能应用分会产业数据库不完全统计,该季度内储能领域共发生92起融资事件,单笔金额最高达14.2亿元,显示出资本对该领域的强劲信心。宁德时代、中金资本、长江资本等资本巨头持续加码,重点布局电池技术、氢能储能、智慧能源三大赛道,推动行业快
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新一次的能源革命,加速了汽车电动化进程、以新能源电力为主的新型电力系统正在逐步构建,储能装机快速增长,导致锂电需求与日俱增。我国锂矿对外依存度超过70%,加剧了能源供给安全,且随着2022年碳酸锂价格大幅的上涨,造成了锂电价格持续走高。所以资源更加丰富的钠离子电池受到关注度越来越高,众
由于资源和成本因素,目前商业化的锂离子电池(LIB)难以满足日益增长的大规模储能要求。由于储量丰富,其他碱金属(特别是钠和钾)有望成为锂的替代品。虽然锂和钠作为碱金属具有共同的特性,但是LIB电极材料并不总是适用于钠离子电池(SIB)。作为商业LIB最常见的负极,石墨表现出优异的可逆容量(接近其理
负极材料种类繁多,人造石墨及天然石墨为商业化应用主流。负极材料在锂电池充电过程中主要起储锂作用,其脱嵌锂电压和比容量对电池能量密度影响较大。优异的负极材料需同时具备低的脱嵌锂电压、高的比容量以及良好的倍率特征和循环性能。负极材料种类较多,可分类碳材料和非碳材料两大类。前者包括人造
锂离子电池在使用的过程中,能够进行二次充电,属于一种二次可充电电池,主要工作原理为锂离子在正负极之间的反复移动,无论电池的形状如何,其主要组成部分都为电解液、正极片、负极片以及隔膜。目前,国际上锂离子电池的生产地主要集中在中国、日本和韩国,主要的锂离子应用市场为手机和电脑。随着锂
每一种锂电池在不同状态参数和环境参数下都存在一个最优充电电流值,那么,从电池结构上看,影响这个最优充电值的因素都有哪些。充电的微观过程锂电池被称为摇椅型电池,带电离子在正负极之间运动,实现电荷转移,给外部电路供电或者从外部电源充电。具体的充电过程中,外电压加载在电池的两极,锂离子
首先,我们来说一下为什么要开发钠离子电池。我国的电池主要应用在三大产业,即电动汽车、储能和消费电子。围绕这三个方向,尤其近几年电动汽车和储能领域发展迅速,主打是锂离子电池。动力电池在2015年增长了80%左右,而在2016年已经突破了30GWh,随之而来的就是锂电池的废弃和循环问题凸显,而且锂的
在软碳前驱体沥青中加入第二相例如硬碳前驱体,利用二者之间的相互作用得到了一种无序度较高的非晶碳材料,并且这种复合前驱体具有较高的产碳率(60%左右),作为钠离子电池的负极材料,其展现了高达250mAh/g的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。中国科学院物理研究所李云明博士生、胡勇胜研究员等利
环境污染问题日益突出,风能、太阳能等清洁能源的利用越来越受到人们的关注,但是这些能源是间隙性的,限制了其发展和广泛应用,大规模储能技术是解决可再生能源高效利用瓶颈的关键技术。锂离子电池是一种非常重要的储能技术,广泛应用于便携电子设备和新能源汽车上,随着电动汽车、智能电网时代的到来
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新能源电池种类很多,应用也十分广泛,此次主要介绍锂电池从2016年1月至今的技术突破的新闻资讯。来源:新材料在线ID:xincailiaozaixian1.科学家发明锂电池新技术:能量密度提高30%成本降低哥伦比亚大学材料科学与工程学院的助理教授杨远开发了一种提高锂离子电池能量密度的全新方法。图:石墨/PMMA/L
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