Nâng cao khả năng sạc ban đầu của Na0.44MnO2 nghèo Na thông qua chiến lược tiền natri hóa hóa học cho pin ion natri chi phí thấp

Chemical Research in Chinese Universities - Tập 37 - Trang 274-279 - 2021
Xi Zhou1, Yangyang Lai1, Xiangjiang Wu1, Zhongxue Chen2, Faping Zhong3, Xinping Ai1, Hanxi Yang1, Yuliang Cao1
1Engineering Research Center of Organosilicon Compounds and Materials of Ministry of Education, College of Chemistry and Molecular Sciences, Wuhan University, Wuhan, P. R. China
2Key Laboratory of Hydraulic Machinery Transients, Ministry of Education, School of Power and Mechanical Engineering, Wuhan University, Wuhan, P. R. China
3National Engineering Research Center of Advanced Energy Storage Materials, Hunan, P. R. China

Tóm tắt

Pin ion natri (SIBs) hứa hẹn sẽ cung cấp giải pháp lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện do sự dồi dào tự nhiên và chi phí thấp của natri. Trong số các vật liệu catốt nhận Na khác nhau, Na0.44MnO2 đã thu hút được nhiều sự chú ý nhất nhờ tính hiệu quả về chi phí và độ ổn định cấu trúc. Tuy nhiên, khả năng sạc ban đầu thấp của Na0.44MnO2 nghèo Na cản trở các ứng dụng thực tiễn của nó. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển một phương pháp tiền natri hóa hóa học đơn giản bằng cách sử dụng biphenyl natri hóa để biến đổi Na0.44MnO2 nghèo Na thành Na0.66MnO2 giàu Na. Sau khi tiền natri hóa, khả năng sạc ban đầu của Na0.44MnO2 được nâng cao đáng kể từ 56.5 mA·h/g lên 115.7 mA·h/g ở 0.1 C (1 C = 121 mA/g) và độ ổn định chu kỳ xuất sắc (giữ lại dung lượng 94.1% qua 200 chu kỳ ở 2 C) được đạt được. Chiến lược tiền natri hóa này sẽ mở ra một hướng đi mới trong việc thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của các vật liệu catốt nghèo Na trong pin ion natri.

Từ khóa

#pin ion natri #Na0.44MnO2 nghèo Na #tiền natri hóa hóa học #khả năng sạc ban đầu #vật liệu catốt

Tài liệu tham khảo

Cao Y. L., Xiao L. F., Wang W., Choi D., Nie Z., Yu J. G., Saraf L. V., Yang Z. G., Liu J., Adv. Mater., 2011, 23, 3155 Yabuuchi N., Kajiyama M., Iwatate J., Nishikawa H., Hitomi S., Okuyama R., Usui R., Yamada Y., Komaba S., Nat. Mater., 2012, 11, 512 Yu C. Y., Park J. S., Jung H. G., Chung K. Y., Aurbach D., Sun Y. K., Myung S. T., Energy Environ. Sci., 2015, 8, 2019 Xi K. Y., Chu S. F., Zhang X. Y., Zhang X. P., Zhang H. Y., Xu H., Bian J. J., Fang T. C., Guo S. H., Liu P., Chen M. W., Zhou H. S., Nano Energy, 2019, 67, 104215 Hosono E., Saito T., Hoshino J., Okubo M., Saito Y., Nishio-Hamane D., Kudo T., Zhou H. S., J. Power Sources, 2012, 217, 43 Berthelot R., Carlier D., Delmas C., Nat. Mater., 2010, 10, 74 Casas-Cabanas M., Roddatis V. V., Saurel D., Kubiak P., Carretero-González J., Palomares V., Serras P., Rojo T., J. Mater. Chem., 2012, 22, 17421 Wu X. H., Wu W. W., Liu C., Li S. S., Liao S., Cai J. C., Chin. J. Chem., 2010, 28, 2394 Le S. N., Eng H. W., Navrotsky A., J. Solid State Chem., 2006, 179, 3731 Matsuda T., Takachi M., Moritomo Y., Chem. Commun., 2013, 49, 2750 You Y., Wu X. L., Yin Y. X., Guo Y. G., Energy Environ. Sci., 2014, 7, 1643 Fang Y. J., Zhang J. X., Zhong F. P., Feng X. M., Chen W. H., Ai X. P., Yang H. X., Cao Y. L., CCS Chemistry, 2020, 2, 2428 Doeff M. M., Peng M. Y., Ma Y. P., L. C. De J., J. Electrochem. Soc., 1994, 141, L145 Zhan P., Wang S., Yuan Y., Jiao K. L., Jiao S. Q., J. Electrochem. Soc., 2015, 162, A1028 Wang Y. S., Mu L. Q., Liu J., Yang Z. Z., Yu X. Q., Gu L., Hu Y. S., Li H., Yang X. Q., Chen L. Q., Huang X. J., Adv. Energy Mater., 2015, 5, 1501005 Fu B., Zhou X., Wang Y. P., J. Power Sources, 2016, 310, 102 Dai K. H., Mao J., Song X. Y., Battaglia V., Liu G., J. Power Sources., 2015, 285, 161 Park J. H., Park K., Kim R. H., Yun D. J., Park S. Y., Han D., Lee S. S., Park J. H., J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 10730 Wang Y. S., Liu J., Lee B., Qiao R. M., Yang Z. Z., Xu S. Y., Yu X. Q., Gu L., Hu Y. S., Yang W. L., Kang K., Li H., Yang X. Q., Chen L. Q., Huang X. J., Nat. Commun., 2015, 6, 6401 Zhou Y. T., Sun X., Zou B. K., Liao J. Y., Wen Z. Y., Chen C. H., Electrochim. Acta, 2016, 213, 496 Ju X. K., Huang H., Zheng H. F., Deng P., Li S. Y., Qu B. H., Wang T. H., J. Power Sources, 2018, 395, 395 Shi W. J., Yan Y. W., Chi C., Ma X. T., Zhang D., Xu S. D., Chen L., Wang X. M., Liu S. B., J. Power Sources, 2019, 427, 129 Chen Z. X., Yuan T. C., Pu X. J., Yang H. X., Ai X. P., Xia Y. Y., Cao Y. L., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 11689 Choi J. U., Jo J. H., Jo C. H., Cho M. K., Park Y. J., Jin Y. C., Yashiro H., Myung S. T., J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 13522 Shen Y. F., Zhang J. M., Pu Y. F., Wang H., Wang B., Qian J. F., Cao Y. L., Zhong F. P., Ai X. P., Yang H. X., ACS Energy Letters, 2019, 4, 1717 Shen Y. F., Qian J. F., Yang H. X., Zhong F., Ai X. P., Small, 2020, 16, e1907602 Liu X. X., Tan Y. C., Liu T. C., Wang W. Y., Li C. H., Lu J., Sun Y. M., Adv. Funct. Mater., 2019, 29, 1903795 Liu M. C., Zhang J. M., Guo S., Wang B., Shen Y. F., Ai X. P., Yang H. X., Qian J. F., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 17620 Li H., Liu S. Y., Wang H. M., Wang B., Sheng P., Xu L., Zhao G. Y., Bai H. T., Chen X., Cao Y. L., Chen Z. X., Acta Phys.-Chim. Sin., 2019, 35, 1357
Thông tin
Thông tin xuất bản

Chemical Research in Chinese Universities

Tập 37

274-279

Thông tin tác giả