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复旦大学夏永姚、曹永杰,AFM:快充型宽温钠离子全电池最新进展!10 C 10000圈循环!3分钟充放电!-50至90 ℃工作!

科学材料站  · 公众号  ·  · 2024-11-23 12:20
    

主要观点总结

本文介绍了来自复旦大学的夏永姚团队在国际知名期刊上发表的研究论文,该论文关于能在-50°C至90°C之间运行的快充型钠离子全电池。文章的关键点包括全电池的10 C高倍率充放电性能、宽温度工作范围以及使用的酯基电解液与低成本材料。

关键观点总结

关键观点1: 全电池10 C高倍率充放电性能

研究使用NaTi₂(PO₄)₃(NTP)负极代替传统的硬碳负极,与Na 2.4 Fe 1.8 (SO 4 ) 3 (NFS)正极组装成钠离子全电池。该全电池在10 C倍率下可以稳定循环10,000次,容量保持率高达70.7%,实现了大约3分钟内完成充电或放电,且没有明显的钠枝晶问题。

关键观点2: 全电池-50 °C至90 °C宽温度工作范围

得益于NTP负极更安全的工作平台和正负极材料快速的钠离子扩散通道,NTP||NFS全电池在-50 °C极低温下能够正常工作,并且在高温下也表现出良好的性能。这些结果证明了NTP||NFS全电池在极端温度下的适应性。

关键观点3: 酯基电解液与低成本材料

研究选用了一种酯基电解液,具有极宽的液相温度范围,为全电池在宽温度范围内正常工作提供了保障。此外,该全电池体系使用的高安全酯基电解液和低成本材料,使得全电池更加具备大规模应用于储能设备的潜力。


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科学材料站 文 章 信 息 在-50 ℃至90 ℃之间运行的快充型钠离子全电池 第一作者:赵少源 通讯作者:曹永杰*,夏永姚* 单位:复旦大学 科学材料站 研 究 背 景 钠离子电池(SIBs)由于钠资源丰富且环保,近年来成为电网规模储能系统(ESSs)的重要候选技术。但其实际应用仍面临充电时间长等挑战,因为快充能力对于电网系统调峰调频和缓解负荷峰值尤为重要。目前的钠离子电池多采用硬碳(HC)负极,但其在高电流密度下易产生钠枝晶,存在安全隐患。此外,储能系统可能被部署在各种气候和地理条件下,往往要求电池具备在宽温度范围内稳定工作的能力,在低温下,传统的硬碳负极钠离子扩散性动力学差,导致极化严重并引发钠枝晶问题;高温下电极/电解质稳定性降低,副反应严重,易引发热积累甚至电池爆炸。因此有必要开发能够在高电流密度和极 ………………………………

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