
锂钠离子电池正极材料作为电池体系的核心材料,决定了电池能量密度、功率特性以及循环寿命等关键作用,需要具备高比容量、良好的离子传导性与结构稳定性。目前,锌钠离子电池正极材料仍面临着在充放电过程中结构易坍塌、容量快速衰减以及倍率性能欠佳等诸多挑战,具备较大的提升空间。
针对上述锂钠离子电池正极材料所面临的一系列难题,钠远新材刘众擎博士及其科研团队联合南方科技大学等,展开了深入且系统的研究。通过特殊的原子排列、引入特定元素或独特的制备工艺,有效地克服了传统正极材料的缺点,提升了电池能量密度、倍率性能以及循环稳定性。相关的科研成果,于近期连续发表在材料界领域的顶级期刊:Chem Soc Rev(IF=40.4), ACS Energy Letters (IF=22.0), Adv.Energy Mater(IF=29.4)等,向全球科研界展示了SIMT钠远新材在理钠离子电池正极材料研究领域的创新性成果,为推动钠离子电池技术迈向新的发展阶段提供了重要的理论与实践依据。
顶刊一:
Chem Sac Rev (F=4D.4)
对高能量密度锂离子电池用高电压正极材料的阴离子氧化还原化学的全面理解

摘要翻译:
交通运输的电气化是减少全球二氧化碳排放的一个重要因素。然而,这一进展受到了人们对车辆续航里程担忧的限制,而这种担忧源于所使用的最先进储能设备的比能量较低,这一点已得到广泛认知。因此,进一步提升锂离子电池(LIBs)的比能量是必然需求,其中开发具有高能量密度,即高比容量和/或高工作电压的正吸材料至关重要。相应地,全球范围内正在刀展大量的研究工作,其中有几种材
然而,对于这些材料来说,升高的工作电压却是把双刃剑,因为实现高比容量总是伴随着氧元素的氧化还原过程,而该过程的可逆性不尽如人意,并且对材料的结构稳定性和电化学性能有显著影响。因此,了解阴离子氧化还原化学的失效机制并找到解决这一问题的方法,对于实现这些高电压材料的实际应用至关重要。
尽管已经有许多关于不同材料的阴离子氧化还原化学的研究报道,但相应的综述主要集中在富锂正极材料上。因此,对于高电压钴酸锂和高镍正极材料的综述仍不完整,而且对于它们在高电压下的行为尚未形成统一的认识。这种缺乏全面理解的状况阻碍了高电压正板材料的进一步发展和应用。
因此,这篇综述着重阐述了钴酸锂、富锂和高镍高电压正极材料在阴离子氧化还原化学方面的异同:强调了一个统一的机理图景以及相关的挑战和应对措施。钠远旨在为未来探索具有阴离子氧化还原化学的材料提供指导方向,从而充分释放高电压锂离子电池在各种应用中的潜力。
DO1:10.1039/d4cs00797brsc.li/chem-soc-rev
顶刊二
ACS Energy Letters (IF=22.0)
对具有优异倍率性能的P2型层状氧化物正极材料的层间-层内间距的协同调控

摘要翻译:
P2型层状过渡金属氧化物作为钠离子电池(SIBs)的正极材料已备受关注;然而:在(脱)钠过程中,它们存在容量有限和结构不稳定的
问题,这给实际应用带来了重大挑战。
在此,钠远通过用钾(K)取代钠(Na)来协同调节过渡金属(TM)层间和层内距离,从而解决这些问题,获得了一种稳定的结构,记为Nac.62Ko.osNio.3aMno.6702(NKNMO)。钾离子柱体促使过渡金属层间距离增大,层内距离缩小,这有利于钠离子的传输并稳定结构。理论计算和电化学测试表明,这种P2型正极材料展现出优异的倍率性能和增强的阴离子氧化还原活性。具体而言,通过先法的高时间分辨率二维X射线衍射直接显示,NKNMO在不同倍率的循环过程中,有害的相变得到缓解,晶格应变显著降低。
稳定的储钠晶格结构能够防止层状结构坍塌,尤其是在高电流密度充电时,从而实现了出色的循环稳定性,在3C倍率下循环500次后容量保持率高达95.99%6.这项工作为材料结构提供了基础认识,并为开发结构稳定的高性能钠离子电池正极材料提供了重要线索。
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.4c01520ACS Energy Lett.2024, 9, 3922-393
顶刊三:
Adv. Energy Mater (IF=29.4)
梯度结构设计诱导岩盐相界面和P2/P3双相本体结构以实现层状氧化物正极材料的长效钠离子存储

摘要翻译:
层状过渡金属氧化物是钠离子电池(SIBs)最具潜力的正极材料。然而,由于在(脱)钠过程中存在不可逆的相变以及加剧的界面副反应,这类材料存在容量快哀减和钠离子迁移动力学缓慢的问题。在此,通过前驱体导向驱动反应法制备了一种具有从岩盐相界面到P2/P3层状本体异质结构的连贯梯度架构的材料。这种核壳结构设计通过互锁效应减少了有害的相变,从而提高了所得正极材料的结构完整性。
具体来说,岩盐相表面在结构上较为坚固,减轻了界面寄生反应,并稳定了表面的氧。凭借这种独特的设计,所制备的正极材料在2.0至4.3伏的电压范围内,5C倍率下的放电比容量达到94毫安时每克,并且展现出优异的循环稳定性,在循环1000次后容量保持率为76%。此外,前驱体诱导的梯度结构设计显著提高了正极材料的热稳定性,这对钠离子电池的安全性来说是额外的优势。这项工作为设计用于先进钠离子电池的高性能正极材料提供了未来的指导方向。
D01: 10.1002/aenm.202406184Adv. Energy Mater.2025, 2406184
三篇顶刊论文的集中发表,不仅是钠远新材科研实力的权威认证,更是钠电正极材料产业化进程的重要里程碑。钠远新材作为钠离子电池正极材料的核心龙头企业将以前瞻布局构筑技术护城河,携手全球伙伴共同开启绿色能源新时代。
星辰大海,永不止步。钠远新材愿与行业同仁并肩前行,以科技创新的澎湃动能,共同书写钠电产业高质量发
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