科学家解耦钠离子层状氧化物正极材料空气稳定性

层状氧化物正极材料因高能量密度和易于规模化生产的特性,在锂离子电池和钠离子电池领域具有重要作用。得益于钠资源的广泛可得性以及在过渡金属元素选择上的高灵活性,无需依赖昂贵的钴和镍,可以采用成本效益更高的铁和铜作为替代,钠离子层状氧化物正极材料展现出成本效益。这预示着该材料在大规模储能应用中具有广阔的前景。然而,这类材料对空气的敏感性问题不容忽视。多数钠离子层状氧化物正极材料在暴露于空气中几小时内便可发生劣化,导致钠含量下降,造成电池容量的不可逆损失。此外,材料表面生成的碱性物质可能在电极浆料制备过程中引发凝胶化现象。这增加了涂覆难度,或导致电池内阻增加和产气问题,进而影响电池性能。 探讨上述问题的根本原因并制定出可行的设计原则是科研工作者追求的目标,也是推动钠离子电池走向实用化的关键一步。然而,反应的复杂性、原有杂质的干扰以及缺乏有效的原位观测技术,使得真实反应过程变得模糊不清,并导致较多假设产生。这些假设几乎探讨了空气与材......阅读全文

科学家解耦钠离子层状氧化物正极材料空气稳定性

  层状氧化物正极材料因高能量密度和易于规模化生产的特性,在锂离子电池和钠离子电池领域具有重要作用。得益于钠资源的广泛可得性以及在过渡金属元素选择上的高灵活性,无需依赖昂贵的钴和镍,可以采用成本效益更高的铁和铜作为替代,钠离子层状氧化物正极材料展现出成本效益。这预示着该材料在大规模储能应用中具有广阔

科学家解耦钠离子层状氧化物正极材料空气稳定性

  层状氧化物正极材料因高能量密度和易于规模化生产的特性,在锂离子电池和钠离子电池领域具有重要作用。得益于钠资源的广泛可得性以及在过渡金属元素选择上的高灵活性,无需依赖昂贵的钴和镍,可以采用成本效益更高的铁和铜作为替代,钠离子层状氧化物正极材料展现出成本效益。这预示着该材料在大规模储能应用中具有广阔

钠离子层状氧化物正极材料研究新突破

  近日,燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室教授黄建宇团队与中国科学院物理所、长三角物理研究中心研究团队合作,通过结合多种先进表征方法,系统性地解耦了不同气体与钠离子层状氧化物正极材料的相互作用,阐明了劣化路径;创新定量手段,实现了对不同材料空气稳定性的定量化比较,找出了内在主导因素,提出

钠离子电池层状氧化物材料的合理设计

  Pub Date:  2020-11-06  , DOI:  10.1126/science.aay9972单位:中科院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心/荷兰代尔夫特理工大学作者:Chenglong Zhao, Qidi Wang, Zhenpeng Yao, Jianlin Wang,

我国学者钠离子层状氧化物正极材料研究获进展

近日,记者从燕山大学获悉,该校亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室教授黄建宇团队与中国科学院物理所、长三角物理研究中心研究团队合作,通过结合多种先进表征方法,系统性地解耦了不同气体与钠离子层状氧化物正极材料的相互作用,阐明了劣化路径;创新定量手段,实现了对不同材料空气稳定性的定量化比较,找出了内在主

家用解耦燃煤炉具研发推广获进展

  我国广大农村和城郊的家用燃煤炉所消耗的煤炭总量虽然占比不高,但由于对其污染缺乏有效控制,因而排放的污染物总量却很大,是造成严重灰霾天气的重要原因之一。  最近,以中国科学院过程工程研究所发明的解耦燃烧技术为基础、针对兖矿烟煤洁净型煤开发的节能环保解耦炉具系列产品通过山东省煤炭局组织的专家鉴定。专

全球变化下植物氮磷回收解耦现象获揭示

近日,中国科学院地球环境研究所的一项研究揭示了全球变化下植物氮磷回收过程的普遍解耦现象,为理解生态系统养分循环响应机制提供了新视角。这一发现突破了传统氮磷循环解耦的理论假设,强调生态模型应纳入植物氮磷循环的解耦机制,以更准确地预测生态系统对全球变化的响应。研究发表在《生态学》杂志。长期以来,学术界普

水泥球磨机解耦系统研究内容取得的进展

水泥球磨机解耦系统研究内容取得新的进展,在很多情况下,对于球磨机一个过程来说,由于各个回路之间存在祸合,就使得控制成为一个困难的问题。为此我们希望实现解祸控制,具体说来是由以下几个原因:  l )球磨机在一个过程中由于存在着拐合,常使控制成为一个困难问题;2 ) 一个存在着祸合的系统,由于各回路不能

污染严重-中科院“解耦燃煤炉”得以示范应用

   11月下旬,华北平原大雪纷飞,气温骤降。但河北省固安县南赵各庄村村民刘中明家中的室温却超过了20度,暖洋洋的屋内与白雪皑皑的窗外形成鲜明的对比。和刘中明家一样,这个寒冬,村里一共70多户人家都用上了中科院过程工程所研发的“解耦燃煤锅炉”的集中供暖。  解耦燃烧技术是目前国内外唯一可以有效降低氮

高低温湿热温度箱怎样实现实现解耦目的

 在高低温湿热温度箱内,温度和湿度并不是两个相互独立的控制量,它们相互影响,也就是控制中耦合。温度的变化会导致湿度发生改变,通常,提高温度会使凝结的水蒸汽蒸发,提高高低温湿热试验箱湿度,而降低温度则会使一部分水蒸汽凝结成水滴,减小湿度。同样湿度的变化也会对温度产品影响,增大湿度,冷蒸汽的注入会使高低

动力学解耦有效提高量子计算机保真度

  美国南加州大学研究人员在最新一期《物理评论快报》上发表论文称,他们通过动力学解耦方法,在IBM和Rigetti的量子计算平台中成功实现了量子计算保真度的高度增益,证明动力学解耦是一种比其他量子误差校正手段更容易、更有效的抑制量子退相干策略,能够更好地弥补量子计算易受干扰、容易出错的弱点。  所谓

研究人员在纳电领域获新进展

锂离子电池具有高能量密度和长寿命等特点,被大量应用于便携式电子设备和电动汽车。然而,锂矿资源具有稀缺性且长期受地缘政治影响,造成其市场波动较大,不利于推动能源设备的改革。因此,人们开始考虑将钠离子电池作为锂离子电池在大规模储能领域的重要补充。钠离子层状氧化物是目前最受瞩目的钠电正极材料。然而,高空气

新型钠电池正极材料实现十万次超长循环寿命

近年来,钠离子电池凭借其原材料资源储备丰富、提取成本较低、自主可控等优势,正加速从实验室迈向产业化,有望与锂离子电池在储能领域形成互补,展现出了巨大的发展潜力和广阔的应用前景。近日,中国科学院院士、南方科技大学机械与能源工程系讲席教授赵天寿,副研究员韩美胜,副教授曾林团队提出了一种集成聚阴离子和层状

去耦电容

去耦电容可减少串扰的不良影响,它们应位于设备的电源引脚和接地引脚之间,这样可以确保交流阻抗较低,减少噪声和串扰。为了在宽频率范围内实现低阻抗,应使用多个去耦电容。放置去耦电容的一个重要原则是,电容值最小的电容器要尽可能靠近设备,以减少对走线产生电感影响。这一特定的电容器尽可能靠近设备的电源引脚或电源

层状氧化物准一维导电特性形成机理研究获进展

  近日,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室固体原子像研究部研究员陈春林、马秀良,IBM苏伊士实验室教授、诺贝尔物理学奖获得者Johannes Georg Bednorz,以及日本东京大学教授Yuichi Ikuhara等合作,在原子尺度上建立了准一维导电材料SrnNbnO3n+2的

物理所等在钠离子电池正极材料研究中取得进展

  钠离子电池因其原材料储量丰富,价格低廉,近些年受到了越来越多研究人员的关注。在诸多钠离子正极材料体系中,层状氧化物因其易合成、综合性能较好等特点,是目前最具应用潜力的体系。然而由于钠离子质量较大,钠离子电池层状氧化物正极材料的能量密度与锂离子电池层状正极材料有一定差距,进一步提升钠离子电池材料的

全球首套1MWh钠离子电池储能系统介绍

2021年6月28日,由华阳集团联合中科海纳公司共同打造的1MWh钠离子电池储能系统正式投运。据悉,该套储能系统是全球首台套1MWh钠离子电池储能系统。钠离子电池用于储能,正成为市场共识。事实上,钠离子电池不是新鲜事物。早在2010年前后,锂离子电池正深刻改变社会生活之际,科研界就已经注意到锂资源的

正极材料发展迅速,助力钠电池产业化进程加快

近两年来,在新能源汽车、储能等终端市场的需求推动下,锂离子电池市场规模快速膨胀,而行业发展过快时,原料端供需错配的局面导致相关材料的价格出现飙升,随之而来的成本压力也让下游电池生产企业倍感头疼。在此情况下,作为研究周期与锂电池基本同步的产品,钠离子电池因其资源及成本的潜在优势再度被市场所关注。从组成

物理所室温钠离子电池研究取得系列进展

  大规模储能技术作为可再生能源利用和智能电网的核心关键技术之一,目前还处于发展初期。与其它储能技术相比,室温钠离子电池具有资源丰富、成本低、能量转换效率高、循环寿命长、维护费用低等诸多优势。寻找成本低廉且性能优异的钠离子电池电极材料是实现钠离子储能电池实际应用的关键之一。目前关于钠离子电池层状正极

能减灰霾:中科院研制推广绿色高效燃煤炉

家家点火、户户冒烟,是华北农村地区每年冬季烧煤取暖的常态,也是造成严重灰霾天气的一大原因。中国科学院过程工程研究所研制的解耦炉具打破了家用燃煤炉燃烧烟煤就得冒烟,不使用脱硫脱硝除尘设备就不能环保达标的传统概念,为解决农村、城郊煤炭散烧污染问题提供了有效途径。记者从中科院过程工程所了解到,该炉具目前已

室温钠离子储能电池零应变负极材料研究取得重要进展

  室温钠离子电池与锂离子电池具有相似的储能机制,但钠的资源丰富,原料成本低廉,对于可再生能源的大规模储能和智能电网来说室温钠离子电池表现出极大潜力。目前已经研究的钠离子电池的负极材料主要有碳类材料、过渡金属氧化物、合金类材料以及磷酸盐(参见我们综述文章H. L. Pan, Y.-S. Hu,

钠离子电池的技术展望

(1)水系钠离子电池:本征安全的钠离子电池 以水溶液电解质替换有机电解质,能从根本上提高钠离子电池的安全性。目前人们已经报道了大量的水系钠离子电池体系方案,其中普鲁士蓝体系的循环性能最佳,已经开始产业化尝试,代表性企业有 Natron Energy、贲安能源等。长期来看,水系钠离子电池是一个非常有前

锂离子电池层状氧化物阴极材料结构变化的复杂性探讨

  锂离子电池应用图  可充电锂离子电池(LIB)是能量密度高、循环寿命长的电动车辆最有前途的储能系统。但是,为了满足用户对快速充电的需求,目前LIB的功耗表现需要改进。从阴极方面看,层状结构的阴极材料在当今市场上被广泛使用,并将在不久的将来继续发挥重要作用。层状正极材料在充放电过程中的高倍率性能对

钠离子电池行业专题:多方发力,趋势已成

钠电池 ,是锂离子电池的 完美替补?钠离子电池具备替代锂离子电池的条件工作原理:与锂离子电池相同:属摇椅式二次电池, 充电时钠离子从正极脱嵌,通过电解质和 隔膜后在负极嵌入,放电时则相反运动。钠源:氢氧化钠、碳酸钠、甲酸钠、醋酸钠、氯化钠等;储量丰富, 易于开采,供应链安全风险小; 锂源:氢氧化锂(

光激发VO2超快电子相变和结构相变的动力学解耦取得进展

  二氧化钒(VO2)是一种典型的强关联材料。在温度约为340K时,VO2会经历从绝缘性单斜相(M1-VO2)到金属性金红石相(R-VO2)的一级相变过程。强关联材料中电荷、晶格、轨道和自旋等自由度强烈地耦合在一起,这使得VO2绝缘体-金属相变存在多种相变机制。超快激光脉冲通过激发固体材料的价电子可

具有锂轨道杂化材料揭示钠离子电池新作用机制

西安交通大学电气学院王鹏飞教授和肖冰教授团队设计了一种具有锂轨道杂化的钠基层状正极材料,通过引入特殊的Na-O-Li构型,激发未杂化的O 2p轨道参与电荷补偿,揭示了锂轨道杂化化学在钠电正极材料阴离子氧化还原反应和结构演化的新作用机制,近日该研究成果发表在《美国化学会志》上。该研究发现,由于额外的阴

基于层状双金属氢氧化物纳米管的超级电容器

  无论是化石燃料还是可再生能源,在其被转换成可利用的电能的过程中都离不开高效的能源储能器件。同时,随着便携式、可穿戴器件的普及,发展柔性更好,质量更轻,能量密度更高的储能设备是当务之急。近日,香港理工大学应用物理学系黄海涛课题组,利用碳纤维布作为载体,使用ZnO为模板,借助电化学沉积技术,设计并用

钠离子电池的技术特点

 一、钠离子电池优势: 1、资源丰富:不用多说 2、成本低:资源多,成本自然就低,综合成本比锂电池低30%。  3、安全性高:钠离子电池瞬间发热更少、稳定性更好,钠离子电池经历短路、针刺、挤压等测试后,无起火、无爆炸。 4、无过放电情况:正极可以放电至0V而不影响后续使用,进而使得电池在储存运输过程

具有锂轨道杂化材料揭示钠离子电池新作用机制

西安交通大学电气学院王鹏飞教授和肖冰教授团队设计了一种具有锂轨道杂化的钠基层状正极材料,通过引入特殊的Na-O-Li构型,激发未杂化的O 2p轨道参与电荷补偿,揭示了锂轨道杂化化学在钠电正极材料阴离子氧化还原反应和结构演化的新作用机制,近日该研究成果发表在《美国化学会志》上。该研究发现,由于额外的阴