登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
【引言】
钠离子电池凭借资源和价格优势在大规模储能领域具有重要应用前景。然而,钠离子较大的半径和质量不利于它与电极材料的可逆反应。开发能够快速、稳定存储钠离子的高比能电极材料是提升钠离子电池性能的关键之一。在目前已知的正极储钠材料中,铁基磷酸盐由于成本低廉、环境友好引起广泛关注。其中,NaFePO4因理论比容量高(154 mAh g-1)和工作电位适宜脱颖而出。鉴于橄榄石结构LiFePO4在锂离子电池中取得的巨大成功,橄榄石型NaFePO4已经被广泛尝试用作钠离子电池正极材料。然而,橄榄石型NaFePO4并非热力学稳定相,往往需要通过复杂的离子交换过程从橄榄石结构LiFePO4制得,限制其实际应用。相比而言,热力学稳定相磷铁钠矿NaFePO4由于缺乏钠离子传输通道通常被认为不具有电化学活性。此外,NaFePO4较低的本征电导率和脱/嵌钠过程中较大的晶格差异影响其倍率性能和循环稳定性,有待改善。
【成果简介】
近日,北京科技大学范丽珍教授(通讯作者)与刘永畅副教授(第一作者)团队在材料领域国际权威期刊—Advanced Functional Materials (IF=12)上在线发表了题为“Approaching the Downsizing Limit of Maricite NaFePO4 toward High-Performance Cathode for Sodium-Ion Batteries”的文章。利用静电纺丝技术将平均尺寸仅1.6 nm的超小磷铁钠矿NaFePO4纳米粒子均匀镶嵌入多孔氮掺杂的碳纳米纤维。制得的NaFePO4@C纤维膜紧贴于铝箔,可直接用作钠离子电池正极。论文揭示了超小纳米尺寸效应以及高电位脱钠过程能够将通常认为是电化学非活性的磷铁钠矿相NaFePO4转变为高活性的无定型相,同时获得高的可逆容量(0.2 C下145 mA h g-1),优异的倍率性能(50 C下61 mA h g-1),以及超长的循环寿命(6300周循环后容量保持率约89%)。此外,将此NaFePO4@C纳米纤维正极与纯碳纳米纤维负极匹配组装钠离子全电池,依旧展现出较高的能量密度和循环稳定性。超细NaFePO4纳米颗粒均匀嵌入相互连接的多孔氮掺杂碳纳米纤维,形成稳定的三维导电网络,可以有效提高活性物质的利用率,促进离子/电子快速传导,加强电极在长循环过程中的稳定性,因而造就了突出的电化学储钠性能。
【图文导读】
图1:NaFePO@C纳米纤维的制备示意及形貌、结构、成分表征
(a)制备过程示意图;
(b)SEM照片;
(c-d)TEM照片(插图为NaFePO4颗粒尺寸分布);
(e)高分辨TEM照片(插图为选区电子衍射);
(f)EDS mapping元素分布图。
图2:NaFePO@C纳米纤维的比表面积、多孔性、成分、价态表征
(a)N2吸脱附曲线(插图为孔径分布);
(b)XPS全谱以及高分辨(c)Fe 2p,(d)N 1s,(e)C 1s XPS谱图;
(f)碳阵中氮掺杂位置示意。
图3:NaFePO@C正极材料的电化学储钠性能与机理研究
(a)20 mA g-1电流密度下的充放电曲线;
(b)0.1 mV s-1扫速下的循环伏安曲线;
(c)20 mA g-1下的循环性能;
(d)前两周内不同充放电状态下的非原位XRD谱图;首周(e)完全充电态与(f)完全放电态的高分辨TEM照片(插图为选区电子衍射);
(g)磷铁钠矿NaFePO4到无定型相的结构转变示意。
图4:NaFePO@C正极材料的倍率、长循环性能表征
(a)倍率性能;
(b)与已报道的NaFePO4基正极材料对比;
(c)0.1到2.0 mV s-1扫速下的循环伏安曲线以及(d)相应的峰电流与扫速平方根之间的线性关系图;
(e)5 C倍率下的长循环性能(1 C = 150 mA g-1)。
图5:以NaFePO@C纳米纤维正极材料与纯碳纳米纤维负极材料组装的全电池性能测试
在1.0-4.0 V电压窗口内,0.5 C倍率下的(a)充放电曲线和(b)循环性能(基于正极活性质量),插图显示了组装的软包全电池持续点亮10盏LED灯。
【小结】
该研究成果报道了一种将超小NaFePO4纳米粒子(约1.6 nm)均匀嵌入多孔氮掺杂碳纳米纤维的制备方法;揭示了超小纳米尺寸效应以及高电位脱钠过程能够将通常认为是电化学非活性的磷铁钠矿相NaFePO4转变为高活性的无定型相;显著提升了NaFePO4储钠正极材料的可逆容量,倍率性能和循环稳定性。
【论文链接】
Yongchang Liu, Ning Zhang, Fanfan Wang, Xiaobin Liu, Lifang Jiao, Li-Zhen Fan,* Approaching the Downsizing Limit of Maricite NaFePO4 toward High-Performance Cathode for Sodium-Ion Batteries, Adv. Funct. Mater., 2018, 28, 1801917.
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
钠离子电池作为一种新型储能技术,近年来在全球能源转型和碳中和目标的推动下,受到了广泛的关注和重视。相较于锂离子电池,钠离子电池具有资源丰富、成本低廉、安全性高等优势,被视为未来储能领域的重要发展方向。为推动实现碳达峰碳中和目标,促进能源电子产业发展,加快太阳能光伏、新型储能产品
北极星储能网获悉,11月25日晚间,维科技术发布公告称,公司于11月22日召开会议,审议通过了《关于募集资金投资项目延期的议案》,拟对“年产2GWh钠离子电池项目”达到预定可以使用状态的时间从2024年12月延期至2025年12月。此前,维科技术向特定对象非公开发行114,192,495股股票,募集资金总额为人民
北极星储能网获悉,11月17日,宁德时代首席科学家吴凯在世界青年科学家峰会上透露,宁德时代第二代钠离子电池已经研发完成,能够在零下40度的严寒环境中正常放电,这意味着电池可以大规模在极严寒地区应用,预计2025年上市。宁德时代第一代钠电池已于2021年发布,具有高能量密度和良好低温性能,宁德时
北极星电池网获悉,11月11日,新型固态钠离子电池制造项目在辽宁朝阳北票经济开发区正式签约。项目由苏州艾塔新能源有限公司投资建设,计划总投资42亿元,面积200亩,分三期建设。项目建成后主要生产年产12GWh电芯及12GWh集成PACK智能制造产品。公开资料显示,苏州艾塔新能源有限公司成立于2024年7月,
11月11日上午,山西冠佳新能源开发有限公司10GWh锂电池生产线项目开工仪式在山西省朔州市应县经济技术开发区北区举行。项目总投资25亿元,规划占地面积200亩,主要建设厂房、仓库、组装及生产车间、原料及成品仓库车间等,生产圆柱形磷酸铁锂电池、钠离子电池的主要产品,项目分两期投入,第一期建设6G
虽然2024年以来钠离子电池热度相较前两年有所降温,但依然备受资本关注。据高工产业研究院(GGII)不完全统计,2024年前三季度国内共有23家钠离子电池领域企业进行26轮融资,同比减少近一半。但与同为新技术的固态电池相比,钠离子电池行业融资轮数约为同期固态电池领域融资轮数的两倍(2024年前三季度
2024年10月,国际航空运输协会(IATA)发布了第66版DGR(危险品规则),从2025年1月1日起,第66版IATA危险品条例(DGR)和第12版锂电池运输条例(LBSR)正式生效。2026年1月1日起,航空运输时,与由锂离子电池供电的设备和车辆包装在一起的锂离子电池将需要在电池处于较低的充电状态下进行航空运输。这些变
2024年以来,在储能示范项目的带动下,我国钠离子电池(简称“钠电池”)需求量大幅增长,GGII预计2024年我国钠离子电池出货1.5GWh,同比增长达200%。就目前应用规模及未来市场增长空间而言,储能或将成为钠离子电池最大应用场景。在钠离子电池三大技术路线中,聚阴离子类化合物为最适合储能的路线,未
10月24日,宁德时代发布骁遥超级增混电池,该电池将钠离子电池(简称“钠电池”)与锂电池集成于同一电池包内,并将钠电池布置在低温区,助力电池低温续航提升5%。这款产品不仅为增程/混动车型提供了新的动力电池解决方案,还极大地提振了钠离子电池行业发展信心,钠离子电池市场有望“阴转晴”。增混
钠离子电池具有“低温性能好、高倍率、高安全”等优势,可广泛应用在电动二轮车、微型车、储能等市场。随着钠离子电池的商业化量产应用,GGII预计2024年我国钠离子电池出货量超1.5GWh,2025年出货量超4.5GWh,2030年出货量有望超30GWh。按1GWh钠离子电池消耗1500吨负极材料计算,到2030年,我国钠离子
10月31日,浙江丽水遂昌县发布《遂昌县关于培育发展未来产业的实施意见》(遂政办发〔2024〕11号),其中提到,重点发展五个具有基础优势的未来产业,分别是高端金属材料,精细化工,新型储能,先进装备及零部件,元宇宙。抢抓新型储能万亿级风口,以现有龙头企业为引领,加快提升电化学储能技术性能,
据高工产业研究院(GGII)不完全统计,2024年1~10月,国内共有48个锂电材料(含四大主材及铜箔)规划项目(含签约、公告、开工),规划投资总额约1359亿元,较2023年下降75%。2024年1~10月中国四大主材及铜箔规划投资金额及项目数量占比数据来源:高工产业研究院(GGII),2024年11月尽管处于行业调整
11月13日,浙江伟明环保股份有限公司和深圳盛屯集团有限公司就福建泉州年产6万吨碳酸锂项目达成战略合作协议。伟明环保拟参股该项目少数股权,并承担项目设备采购安装总承包工作。此前消息显示,盛屯集团年产6万吨锂盐材料加工项目于今年6月落地福建泉州泉港石化工业园区,计划一年左右初步投产,两年
11月6日晚间,深圳新星发布关于全资子公司资产转让签署《补充协议》的公告。根据公司战略发展需要,旨在优化产业结构并剥离不良资产,公司全资子公司松岩新能源材料将六氟磷酸锂项目的相关设备和劳动力转移至赣州市松岩新能源材料有限公司,转让价款为1.6亿元。截至公告披露日,松岩新能源已收到汇凯化
从2023年到2024年,锂电材料企业经历了近两年的周期性洗礼。过去两年,可以看到,产能退坡,上下游产业链重构带动利润重新分配成为行业的主要变化。在此期间,锂电材料企业利润大退坡。根据主要锂电材料上市公司财报数据,从2022年到2023年利润下降了60%,从2023年前三季度到2024年前三季度利润下降70%
杉杉股份11月5日公告,公司于近日收到控股股东杉杉集团有限公司的通知,其所持有的上市公司部分股份,发生被司法冻结、轮候冻结的情况。此次被冻结的股份共计4.3亿股,占上市公司总股本19.08%,占其所持上市股份54.97%,冻结申请人为四川省绵阳市中级人民法院。杉杉集团成立于上世纪90年代,仅仅三年做
相较于传统液态锂电池,固态电池有着优异的安全性和更高的能量密度,因此是被誉为新能源时代的“圣杯”。近期,国内外头部企业不断推进固态电池的研发与应用,行业有望再迎催化。受市场消息带动,11月6日,5家固态电池产业链企业涨停。重磅消息发布近段时间,固态电池产业利好消息不断。长安汽车:长安
近日,《东亚日报》报道了LG化学与中国新能源正极材料巨头容百科技之间的一场专利争议,这一事件迅速成为新能源行业的焦点。根据报道,LG化学向韩国首尔地方法院提起诉讼,指控容百科技的韩国子公司载世能源侵犯其五项韩国专利权。面对这一指控,容百科技通过韩国媒体进行了强有力的反驳。公司明确表示
北极星储能网获悉,近日,天齐锂业披露2024年三季报。报告显示今年前三季度营业收入为100.65亿元,和上年同期相比(同比)减少69.87%;归属于上市公司股东的净利润为-57.01亿元,同比减少170.40%。其中,2024年第三季度单季营收为36.46亿元,同比减少57.48%;归属于上市公司股东的净利润为-4.96亿元,
北极星储能网获悉,近日,贵州振华新材料股份有限公司2024年第三季度报告。公告显示,振华新材前三季度营业收入1,459,327,650.68元,同比减少72.37%,归属上市公司股东的净利润-331,261,643.80元,同比减少981.19%。对此振华新材表示,因受市场竞争加剧、原材料价格波动、开工率不足等因素影响,告期内
北极星储能网获悉,10月30日,宁波容百新能源科技股份有限公司发布2024年第三季度报告。报告显示,第三季度,容百科技主营业务产品总销量3.64万吨,其中三元材料销量超过3.5万吨,同比增长27%,环比增长33%,自2022年以来,市占率持续保持全球第一。同期,容百科技全球三元市占率达到14.4%,相较于第二
9月8日,盐湖锂资源第一股—青海盐湖工业股份有限公司(以下简称“盐湖股份”)发布了一份公告,拉开了国内盐湖资源整合的大幕。该公告称,公司实际控制人青海省政府国有资产监督管理委员会(以下简称“青海省政府国资委”)、控股股东青海省国有资产投资管理有限公司(以下简称“青海国投”)将与中国
北极星储能网获悉,12月3日,商务部发布关于加强相关两用物项对美国出口管制的公告。规定原则上不予许可镓、锗、锑、超硬材料相关两用物项对美国出口;对石墨两用物项对美国出口,实施更严格的最终用户和最终用途审查。原文如下:关于加强相关两用物项对美国出口管制的公告商务部公告2024年第46号根据
北极星储能网获悉,11月27日,中国石油化工股份有限公司金陵分公司、中石化(大连)石油化工研究院有限公司、中国石化炼油销售有限公司与凯金新能源在江苏南京举行战略合作签约仪式,标志着各方开启深度合作。面向未来新能源发展趋势,立足新能源材料创新,凯金新能源此次牵手中石化成员,为新能源材料
北极星储能网获悉,融捷股份11月19日晚间发布公告称,根据战略规划和经营发展的需要,为进一步打通锂电材料上下游产业链,充分发挥产业链协同优势,公司拟投资1亿元设立全资子公司兰州融捷材料科技有限公司,从事锂离子电池负极材料相关业务。融捷股份表示,近年来,负极材料行业处于快速发展阶段,扩
在政策、技术和需求的多重驱动下,今年固态电池市场的热度和产业化进程进一步提升。硫化物固态电解质迎来产业化拐点、叠加以eVTOL为代表的细分领域爆发差异化应用需求,固态电池整体加速从研发迈向产业成果转化,工程化验证又推动了创新工艺、设备的研发与落地。与此同时,车企、电池企业、材料企业、
钠离子电池具有“低温性能好、高倍率、高安全”等优势,可广泛应用在电动二轮车、微型车、储能等市场。随着钠离子电池的商业化量产应用,GGII预计2024年我国钠离子电池出货量超1.5GWh,2025年出货量超4.5GWh,2030年出货量有望超30GWh。按1GWh钠离子电池消耗1500吨负极材料计算,到2030年,我国钠离子
硅基负极材料正在加速商业化应用。10月中旬,辉能科技在2024年巴黎车展上展出“100%硅负极”电池系统。根据德国莱茵实验室的数据,该电池系统在5分钟内可将电量从5%充至60%,8.5分钟充至80%。该电池能量密度达到321Wh/kg,预计年底最高可提升至355Wh/kg。硅基被业内认为是下一代理想的负极材料。据了解
北极星储能网获悉,10月14日晚间尚太科技公告,公司拟以自有资金或自筹资金在马来西亚设立全资孙公司,并投资建设马来西亚年产5万吨锂离子电池负极材料项目(下称“马来西亚项目”)。据披露,上述马来西亚全资孙公司注册资本为1000林吉特或其他等值货币(后续拟进行增资),公司性质为私人有限责任公
近日,江阴高新区年产20万吨低能耗高性能锂电池负极材料项目(二期)完成了开工验线手续,项目正式开工建设。该项目总投资12.6亿元,由江苏华盛锂电与苏州华赢新能源共同投资建设,今年2月该项目一期工程已经开工建设。据了解,该项目主要生产低能耗高性能锂电池负极材料,包括人造石墨负极、硅氧负极、
北极星电池网获悉,9月27日,新能源新材料行业发展交流大会在江苏省常州市武进国家高新区举行。会上,总投资3亿美元的屹创新能源新型镍氢气电池负极材料项目正式落户武高新。此次签约的项目由屹创新能源在园区增加投资,将建设新型镍氢气电池核心负极材料研发、制造基地,达产后将形成15GWh镍氢气电池
北极星储能网获悉,9月24日,华盛锂电发布公告称,公司拟通过自有资金3999.9999万元向江苏浦士达环保科技股份有限公司投资入股,按照6.50元/股的价格认购浦士达定向发行的股份。本次投资后,华盛锂电将直接持有浦士达615.38万股,持股比例为14.68%。华盛锂电称,本次投资旨在抓住新能源汽车对高容量负
作为突破电池能量密度桎梏的助力利器,硅基负极材料产业化进程不断加快。截至目前,包括特斯拉、比亚迪、蔚来、上汽智己、广汽埃安、奔驰、极氪等众多车企都已经开始或即将搭载硅基负极动力电池。宁德时代、亿纬锂能、国轩高科等头部电池厂商也都已布局硅基负极动力电池产品。“硅基负极是未来最有可能
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!