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
环境污染、能源短缺是人类面临的共同重大问题。其中,能源问题的最大挑战是如何有效的、长久的大规模存储能量。例如,大规模存储电能则需要低成本和丰富的可充电电池源。目前除了锂离子电池(LIBs)外,钠离子电池(SIBs)也被认为是最有前景的。然而,由于它们的容量相对较低且与锂相比有较差的循环稳定性,所以与LIBs类似的插入电化学的负极材料(NaTMO2, TM = Co, Mn, Fe, Ni等)直到现在还不足以形成商业化的SIBs。研究发现,层状氧化物由于其二维(2D)离子扩散通道、碱离子提取和插入过程中的结构稳定性,从而引起了科学家们的极大关注。例如,在NaxTMO2中Na+可以在层状TMO2的2D网络内扩散进出宿主氧笼,从而导致空位中心的形成。在钠嵌入/脱嵌过程中,由于Na-Na和Na-TM之间的静电相互作用导致了形成Na+/空位上层结构,导致了其充电—放电曲线中的电压平稳、Na+扩散系数降低,甚至降低离子传输的维数。
由于Na+/空位有序结构的上层结构由Na-Na静电相互作用和过渡金属层中的电荷有序之间的强相互作用,导致大多数P2型层状氧化物都有多个电压停滞时期。而就P2层的Na2/3[Ni1/3Mn2/3]-O2而言,被认为是典型的有序电荷和Na+/空位有序负极材料,其中Mn和Ni同时有助于电荷补偿。Na2/3-x [Ni1/3Mn2/3] -O2中的Na离子更倾向于稳定在特定的x值并在Na层中形成Na+/空位有序超结构导致了多个平台低于4.0 V。当5%Mg取代的Na2/3-xNi1/3Mn2/3MgxO2时就可以抑制P2-O2相变并在充放电时保持P2相,在一定程度上提高了结构稳定性和改善循环性能。同时,少量的Mg取代不会干扰电荷排序和Na+/空位排序及在充电过程中,Mn和Ni在2.0-4.35 V的电压范围内才共氧化。
近日,复旦大学的周永宁研究员(通讯作者)等人研究发现在新负极材料的P2型Na0.7[Mn0.6Ni0.4]-O2的钠离子电池中的Na位点成功的引入了Mg离子。其中,Na层中的Mg离子用作稳定层状结构的“支柱”,特别是高压充电时,并且过渡金属层中的Mg离子会破坏电荷定序。至关重要的是,在钠—过渡金属层中的Mg离子将能够在层状结构中产生“Na-O-Mg”和“Mg-O-Mg”构型,导致离子O 2p特征,其分配这些O 2p在氧价带中与过渡金属相互作用,从而促进可逆的氧化还原。这种创新设计可提供平滑的电压分布和高的结构稳定性。Na0.7Mg0.05[Mn0.6Ni0.2Mg0.15]-O2表现出优异的电化学性能,特别是在高截止电压(4.2 V)下在高电流速率下的良好容量保持率。此外,在高速充电期间观察到了多个中间相。Na离子传输动力学主要受元素相关的氧化还原电势和结构重组的影响。这些发现将会为设计和优化钠离子电池的层状结构负极开辟新的道路。研究成果以题为“Tuning P2-Structured Cathode Material by Na-Site Mg Substitution for Na-Ion Batteries”发布在国际著名期刊JACS上。
图一、MNM-2中合成的MNM-x的结构和Mn/Ni的价态
(a)合成的MN、MNM-1和MNM-2的XRD图像;
(b)Mg取代的MNM-x的结构演变图;
(c)Rietveld对MNM-2的XRD图谱的细化;
(d,e)MNM-2和相关金属氧化物参考的Mn和Ni K边缘XANES光谱,包括LiMn2O4(Mn3.5+)、MnO2(Mn4+)、NiO(Ni2+)和LiNiO2(Ni3+)。
图二、MNM-2晶体结构表征
(a)MNM-2在1.5和4.2 V之间的充电和放电曲线;
(b) MNM-2在1.5和4.2V之间的CV曲线(扫描速率:0.1 mV/s);
(c) MNM-2在2.5和4.2V之间的第二个循环充电和放电曲线;
(d)MNM-2在0.2至10 C的不同电流密度下的充电和放电曲线;
(e)1 C时的循环性能—循环1000次;
(f)MNM-2在2.5和4.2V之间从0.2至25 C的倍率性能。
图三、充放电时,MNM-2的晶体结构演变
(a)充—放电的原位XRD曲线;
(b)初始充电—放电过程中MNM-2在1.5和4.2V(0.2 C)之间的原位XRD图谱;
(c)MN和MNM-2在充电和放电期间的相演变路径的示意图。
图四、在各种C速率(0.2 C、1 C和10 C)下初始充电中MNM-2电极的峰值演变的等高线图
图五、MNM-2在循环过程中的电荷补偿机制
(a-c)Mn在第一次循环和第二次充电中处于不同状态的MNM-2的 K边界XANES;
(d-f) Ni在第一次循环和第二次充电中处于不同状态的MNM-2的 K边界XANES;
(g)在NaxMg0.05[Mn0.6Ni0.2Mg0.15]-O2中Na的不同含量的半边能量(E0.5);
(h)在充电和放电过程中对不同元素的贡献进行补偿。
图六、MNM-2的动力学性质和MNM-2/硬碳全电池的电化学性能
(a)峰值电流(Ip)作为从CV曲线得到的扫描速率(v1/2)的平方根的函数;
(b)在第一次循环的GITT期间MNM-2的瞬态电压响应和在1.5和4.2 V之间的相对于Na+/Na的第二次充电;
(c)恒电流充放电曲线下循环的MNM-2/硬碳全电池的循环性能;
(d)在0.2 C (34 mA g-1)下循环的MNM-2/硬碳全电池的循环性能。
【小结】
通过研究发现,在P2层Na0.7[Mn0.6Ni0.4]-O2负极的钠层中引入Mg2+可以稳定层状结构来平滑充电/放电曲线并改善循环性能和倍率性能,促进高压区域的动力学研究。Na位置的Mg离子被切断为“支柱”,可以防止层叠结构在高压充电期间沿c方向塌陷并防止P2→O2相变。 其中,MNM-2的电荷补偿表现出一种元素依赖性行为,Mn氧化还原在低压区域(1.5-2.5 V)占主导地位,而Ni和O氧化还原在高压区域(2.5-4.2 V)占主导地位。在MNM-2中实现的可逆氧氧化还原电势在4.0-4.2 V之间,远低于之前报道的在富锂负极和Na2/3[Mg0.28Mn0.72]-O2电势。而MNM-2在高压区域的低极化是由于Ni离子氧化还原的优异动力学和在钠层中具有Mg“柱”的MNM-2的结构特征。这是第一次在用于SIBs的P2层负极材料中实现Na位点中的Mg取代。这项工作将为SIBs的分层负极的设计和结构变化提供新的机遇,并有助于深入的了解和研究。
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。
北极星储能网获悉,3月27日上午,广西百色市田东县2025年一季度重大项目集中开竣工活动暨百色中森碳投30GWh高性能钠离子电池材料产业园项目(一期)开工仪式举行。项目由福建中森碳投新能源科技有限责任公司投建,总投资100亿元,建设年产30GWh高性能钠离子及固态电池材料产业园区项目,其中一期10亿元
2025年3月27日,在云南文山丘北县召开了云南文山丘北独立储能项目全容量并网运行座谈会,云南省能源局副局长张斌同志、文山壮族苗族自治州副州长刀锦祥同志、南网储能公司副总经理卢文生同志、丘北县政府领导及业主单位负责人参加了会议。会上,张斌副局长讲话并宣布项目全容量并网运行。这标志着云南
北极星储能网获悉,3月27日,华自科技在互动平台回答投资者提问时表示,储能技术种类很多,公司主要提供储能相关的控制设备和系统并形成业内领先的多能物联解决方案,目前有基于钠离子电池的储能产品。
3月19日,由淮南公司牵头研发的国内首套水系钠离子电池组在220千伏辛东变电站内挂网试运行,标志着这一新型电池技术研发应用迈入实用化新阶段。该电池组由3组128只电池单元并联形成,总容量达66千瓦时,将在变电站内交流供电系统异常时,为保护装置提供不间断后备电源。相较于目前在变电站内广泛使用的
2025年,钠电池正在打破其市场容量小、产业化进程慢的行业误解,正迎来产业化爆发的关键时间节点。近期,锂电池部分原材料价格呈上涨趋势,引发业界担忧情绪;与此同时,钠电池在电动汽车、工程车辆、两轮电动车,以及汽车启停、储能等领域,也呈现出多点开花的良好态势,且其性价比持续提升,逼近磷酸
北极星储能网获悉,瑞泰新材3月22日在互动平台回复投资者称,在新型电池材料方面持续性地进行了相关研发与积累,在固态电池、锂硫电池以及钠离子电池等新型电池方面皆有相应布局。公司与国内外多家固态锂离子电池相关企业均有合作,公司生产的双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)已批量应用于固态锂离子电
据容百科技消息,公司在仙桃(北京)招商推介会上追加投资12亿元,在湖北仙桃新建容百学院和年产6000吨钠电正极材料生产线项目及固态电池电解质中试线项目,打造全球规模最大的现代化、智能化、园林化高端动力锂电三元正极材料大型生产基地。资料显示,容百科技是一家高科技新能源材料行业的跨国型集团
北极星储能网获悉,3月21日,中科海钠发布郑重声明,针对网络和媒体出现关于中科海钠产业落地的一些传言,为澄清事实,声明如下:近期确有外界多地主动与我司沟通招商引入事项,也体现了各界对钠电产业和公司发展的高度认可,但截至目前公司尚未有任何相关的实质性决策;公司拟对外披露的重要信息,将
3月17日,申能集团旗下上海申能新动力储能研发有限公司发布奉贤星火综合多种新型储能技术路线对比测试示范基地(一期)项目钠离子电池储能系统采购招标公告。本标的钠离子电池储能总容量5MW/20MWh,合同分两批次生效,第一批次为可扩展的最小单元容量(不大于2.5MWh),剩余容量为第二批次,第二批次合同生
北极星储能网获悉,3月17日,孚能科技在投资者互动平台上回答有关两轮车布局和钠电池进展问题。孚能科技表示,公司是国内最早布局电动两轮车的动力电池企业,拥有超14年的两轮车产品应用经验,服务客户包括Zero、春风动力、虬龙、雅迪、新日、EMC、Lightfighter、Polaris等国内外知名品牌。公司两轮车
北极星储能网获悉,3月17日,赣锋锂业披露公司2025年3月17日股东大会股东交流记录表。对于短期锂价,赣锋锂业认为目前的锂价已经处于相对底部区域的概率较大,这一判断主要基于:近期锂价感受到较强的成本端支撑、行业库存处于历史相对低位、以及近期需求有显著改善。未来锂价是否能上涨取决于供给侧是
3月28日上午,2025年“投资北京”大会在2025中关村论坛年会期间举办。会上,北京星川新能源电池科技有限公司(以下简称“北京星川”)超高倍率锂离子电池项目签约落地北京经开区(北京亦庄)。该项目预计将于明年6月开始量产。北京经开区有关负责人在大会上作推介。“北京星川超高倍率锂离子电池项目总
作者:叶石丰1,洪朝锋2,綦晓2,吴伟雄2,谭子健1,周奇1,张兆阳1单位:1.广东电网有限责任公司广州供电局;2.暨南大学能源电力研究中心引用:叶石丰,洪朝锋,綦晓,等.基于EEMD-GRU-NN锂离子电池表面温度预测方法研究[J].储能科学与技术,2025,14(1):380-387.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0571本文亮
北极星储能网获悉,3月14日,山东省地方标准《锂离子电池储能性能测试及评价规范》(以下简称《规范》)正式实施。该标准是全国首个锂离子电池储能地方标准。《规范》发布于2月24日,由山东省能源标准化技术委员会归口上报,主管部门为山东省市场监督管理局。主要起草单位包括:单位国网山东省电力公司
北极星储能网获悉,3月17日,国家市场监管总局发布关于征求《点火枪安全规范》等26项拟立项强制性国家标准项目意见的通知。其中包含《锂离子电池系统能效限定值及能效等级》标准计划。《锂离子电池系统能效限定值及能效等级》由国家标准委提出,委托全国能源基础与管理标准化技术委员会执行。主要起草
作者:陈峥彭月胡竞元申江卫肖仁鑫夏雪磊单位:昆明理工大学交通工程学院引用:陈峥,彭月,胡竞元,等.基于短期充电数据和增强鲸鱼优化算法的锂离子电池容量预测[J].储能科学与技术,2025,14(1):319-330.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0686本文亮点:1.仅利用前30分钟充电数据且采样间隔为30秒的数
北极星储能网获悉,近日,贵州大龙开发区北部工业园区的贵州嘉尚新能源材料有限公司年产25万吨锂离子电池正极材料产业园项目二期的厂房钢结构主体已全部完工,项目整体综合完成率达96%左右,现正在做一些收尾工作,室内在进行吊顶装修、地坪硬化等,室外在进行附属设施施工,包含室外管网、室外绿化、
3月19日,湖北省市场监管局关于做好2025年度锂离子动力电池碳计量工作的通知(鄂市监量函〔2025〕44号)。其中提到,全力推进碳计量技术规范体系建设。紧紧围绕锂电池产品全生命周期碳管理需求,着眼企业碳足迹管理中长期需求,协同产业链龙头企业,借鉴相关行业工作经验,系统编制碳计量器具配备及管理、
作者:周洪1,2(),俞海龙3,王丽平4,黄学杰3()单位:1.中国科学院武汉文献情报中心;2.中国科学院大学经济与管理学院信息资源管理系;3.中国科学院物理研究所;4.电子科技大学材料与能源学院引用:周洪,俞海龙,王丽平,等.基于BERTopic主题模型的锂电池前沿监测及主题分析研究[J].储能科学与技术,2025,14(
作者:张文婧肖伟伊亚辉钱利勤单位:长江大学机械工程学院引用:张文婧,肖伟,伊亚辉,等.锂离子电池安全改性策略研究进展[J].储能科学与技术,2025,14(1):104-123.DOI:10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0579本文亮点:1.根据锂离子电池热失控机制,总结了在电池部件集流体上最具有创新性的改进方法:将集
北极星固废网获悉,3月4日,为推动再生资源循环利用,规范锂离子电池用再生黑粉原料、再生钢铁原料的进口管理,生态环境部研究制定锂离子电池用再生黑粉原料进口管理要求,并对《关于规范再生钢铁原料进口管理有关事项的公告》(公告2020年第78号)进行修订,形成《关于规范锂离子电池用再生黑粉原料、
作者:刘通1,3杨瑰婷1毕辉4梅悦旎1刘硕1宫勇吉3罗文雷2单位:1.空间电源全国重点实验室,上海空间电源研究所;2.军事科学院国防科技创新研究院;3.北京航空航天大学材料科学与工程学院;4.中国科学院上海硅酸盐研究所引用:刘通,杨瑰婷,毕辉,等.高能量密度与高功率密度兼顾型锂离子电池研究现状与展望[
北极星储能网获悉,3月24日消息,在2025徽商大会徽商回归项目集中签约仪式上,碳一新能源集团有限责任公司年产3万吨新型硅碳负极生产基地项目签约。项目将落户安徽池州皖江江南新兴产业集中区,总投资34亿元,拟用地500亩,主要产品为硅碳负极材料。项目分三期建设:一期投资7.6亿元,规划用地100亩,
近日,新疆胡杨河经济技术开发区与杭州锦江集团磋商,计划在胡杨河经济技术开发区谋划设立硅碳负极材料产业园,重点发展硅碳负极材料产业,进一步推动新材料产业链的拓展与升级。项目全面建成后,将形成年产15万吨颗粒硅及对应年产20万吨以上硅烷气的生产能力,力争成为新疆地区最大的多维度新能源材料
北极星储能网获悉,3月17日,尚太科技公布2024年年报,公司营业收入为52.3亿元,同比上升19.1%;归母净利润为8.38亿元,同比上升16.0%;扣非归母净利润为8.09亿元,同比上升13.4%;经营现金流净额为-2.84亿元,同比增长31.7%;EPS(全面摊薄)为3.2125元。其中第四季度,公司营业收入为16.1亿元,同比上
根据规划,合肥启宸一期生产线将于2025年下半年正式投产,年产能预计达千吨级。近日,创合汇资本联合合肥市种子基金、合肥市包河区科创种子基金,完成对合肥启宸新能科技有限公司(简称“合肥启宸”)的千万级天使轮投资。资料显示,合肥启宸成立于2024年10月,核心团队由中国科学技术大学、合肥工业大
北极星储能网获悉,3月12日,中溢集团(吉林)新能源科技有限公司年产30万吨新能源电池负极材料项目建设正在全力推进,目前已经完成回转窑、原料库、粗碎干燥车间、磨粉车间、包覆造粒车间的厂房基础、主体工程施工及园区管网、道路、围墙等配套建设,正在进行车间内部设备安装。据悉,该项目总投资60
行业过去几年投资的负极材料项目,正加速进入产能释放期。近日,有报道称,山西凯达新材料科技有限责任公司(简称“山西凯达”)年产20万吨锂电池负极材料前驱体及余热低碳节能综合利用项目一期土建工程,目前已完成90%,部分设备已进场,预计7月份将投入运行。据了解,该项目占地67.2亩,总建筑面积3
硅碳负极最近越来越火,曾经借势高镍三元,现在又搭上了固态电池。贝瑞特、璞泰来等负极大厂也纷纷押宝其中。然而,硅碳负极相关材料是否真能带领锂电负极企业走出盈利困境?目前市场显然期待过高。01技术突破,市场期待过于迫切2024年以来,硅碳负极技术取得了突飞猛进的发展。其中,2月12日,贝特瑞
2025年初,干法电极技术领域传来两则最新动态,均指向这项被视为下一代电池制造关键的技术正在加速走向商业化。1月初,广东国立科技控股有限公司宣布,计划投资约30亿元人民币,分三期建设干法电极固态电池产业项目。尽管相关技术路线、应用场景等具体信息尚未明确,但该规划产能代表着国内干法电极量
储能创造价值,市场牵引发展。历经2023年来行业疯狂“内卷”和价格血拼,我国储能产业逐渐从“卷价格”、“卷产能”,开始走向“卷技术”、“卷价值”的新型竞争轨道。低端劣质产能的市场出清加速,头部与二三线企业的行业分化加剧,电力市场改革推动的储能市场化盈利机制亦正在形成,云计算、AI人工智
北极星售电网获悉,近日,内蒙古乌兰察布市人民政府发布2025年政府工作报告,其中提到,2024年,乌兰察布绿电入京9.3亿度,绿算进京超2万P。能源和战略资源基地建设成效显著,新能源产业增加值增长35%,项目建设速度和并网容量居全区前列,全国首个“源网荷储”示范项目顺利并网。“源网荷储”技术试验
当地时间2月3日,美国总统特朗普签署行政命令,暂停对墨西哥、加拿大商品加征关税,将其实施时间推迟到2025年3月4日。就在两天前,特朗普刚刚签署行政令,对中国进口商品加征10%关税,对进口自墨西哥、加拿大两国的商品加征25%的关税。据悉,特朗普2月3日曾与加拿大总理特鲁多、墨西哥总统辛鲍姆通话,
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!