來源:中國科學報--鈉離子電池研究獲突破

近年來,由於鋰離子電池的快速發展以及廣泛地應用,隨之帶來的是鋰的快速消耗;於此同時鋰資源的匱乏(地殼中鋰含量約為 0.065wt.%)導致相應電池的成本倍增;鑒於此,研究人員將利用資源豐富的鈉(地殼中鈉含量約為 2.75wt.%)製作新型電池--鈉電池,而電池固態化是行業內都比較認可的電池發展趨勢,因此鈉離子固體電解質的研究將成為發展的關鍵技術。


本文將介紹目前正在研究的無機固體鈉離子電解質:

下面是主要的四種類型:

  • Na-beta-Al2O3: 其中的Na-β″-Al2O3 室溫鈉離子電導率達2x10-3S/cm;其中一項研究中,用該電解質組成鈉電池,在6C倍率下循環10000周後,容量保持率為90%[1];
  • NASICON 型:離子電導率最高的為Na3Zr2(SiO4 )2(PO4 )體系,通過元素摻雜可實現4.0x10-3S/cm[2];
  • 硫化物:具體又分為晶態、玻璃態以及玻璃-陶瓷混合態;且同一組分的硫化物中,玻璃-陶瓷態的硫化物電導率比純晶態或純玻璃態的電導率高;晶態有Na3PS4體系,通過改性,其鈉離子電導率可達到10-2S/cm[3][4];晶態還有Na10GeP2S12體系,改性後期鈉離子電導率達到4x10-4S/cm[5];與鋰離子固體電解質類似,鈉離子固體電解質的玻璃-陶瓷電解質也主要分為二元系(Na2S-P2S5)和三元系(Na2S-P2S5-MS2)硫化物電解質;
  • 硼氫化鈉:Na2B10H10,改性後鈉離子電導率可達到9x10-4S/cm[6]。

參考文獻:

《鈉離子固體電解質材料研究進展》

文獻Doi:10.12028/j.issn.2095-4239.2017.0094

文獻地址:

鈉離子固體電解質材料研究進展 - 中國知網?

kns.cnki.net

[1] Acs Applied Materials & Interfaces, 2016, 8(48): 32631-32636.

[2] Chemistry of Materials, 2016, 28(13): 4821-4828.

[3] Chemistry of Materials, 2015, 27(24): 8318-8325.

[4] Chemistry of Materials, 2016, 28(9): 3122-3130.

[5] Nature Communications, 2016, 7: doi: 10.1038/ncomms11009.

[6] Chemical Communications, 2017, 53(30): 4195-4198.

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