首页 | 放到桌面

太阳能 生物质能 风能 新材料
行业|技术前沿应用|专题生态环保节能减排低碳生活上市公司
资讯图片新闻企业动态业内资讯产业分析人物访谈政策法规投资融资统计数据本网公告|展会本网参展展会动态|产业园
专题: 生物质颗粒机 生物质压块机 生物质压块燃料 生物质颗粒燃料 锂离子电池 小型风力发电机 垂直轴风力发电机 LED灯 太阳能热水器 太阳能路灯 逆变器 太阳能电池板
当前所在位置:首页 > 技术 > 科技前沿
科技前沿】 【技术文献】 【专家视点】 【设备选型】 【应用实例】 【解决方案】 【技术参数】 【行业标准

上海硅酸盐所在钠离子电池材料设计方面取得进展

来源:上海硅酸盐研究所   更新时间:2018-09-14 09:19:49    

  近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员刘建军团队与华中科技大学教授黄云辉团队通过合作研究,设计有机共轭分子的三维折扇排列与过渡金属离子配位构建纳米金属有机框架(MOF)材料苝四甲酸锌(Zn-PTCA),首次突破共轭碳环储钠的电化学活化,极大地提高了电极材料的储钠容量,为进一步设计新型高比容量电极材料提供新思路。相关研究成果在Chem 杂志发表。

  具有三维孔道结构的MOF纳米材料主要通过过渡金属离子(或者纳米团簇)与有机配体自组装而成,因具有孔道结构易调控、比表面积高和表面官能团丰富等特点在气体吸附与分离、纳米催化等方面有广泛应用。然而由于比容量有限,在电化学储能材料应用方面受到极大限制。以钠离子电池材料为例,钠离子电池中金属有机电极材料的储钠位点主要集中在表面丰富的官能团(C=O、C≡N),可通过官能团和结构骨架共轭环内的单双键重排机制实现电子稳定存储。但由于半径较大的钠离子很难嵌入MOF材料有机共轭骨架的层间,以及钠离子嵌入层间对层间范德华力的破坏且与共轭碳环间较弱的作用力等原因导致钠离子很难储存在有机结构骨架共轭碳环(sp2-C)中,进而导致MOF材料的可逆比容量较低。因此,活化共轭碳环储钠的电化学活性,对提高电极材料存储容量至关重要,但具有较大挑战性。

  刘建军团队结合第一性原理的计算电化学、分子动力学模拟、电子结构分析,研究发现三维折扇状的金属有机材料具有共轭碳环sp2-C储存钠离子的特征,实现共轭碳环储钠的理论设计与实验验证。发现以稳定的六配位过渡金属替代钠离子,可将层状的苝四甲酸钠转变为三维折扇状的苝四甲酸锌,过渡金属配位化学键代替有机层间的范德华力,形成的开放式空间结构既消除了储钠破坏范德华力的影响,又提高了Na+的迁移动力学速率。计算电化学结果与实验电化学表征相吻合,均证实了Zn-PTCA中Na+与官能团-COO-、Na+与共轭碳环sp2-C的两步嵌钠反应,达到了357 mAh g-1的相当高的比容量。充放电过程的原位XRD、NMR、红外光谱表征均显示材料在低放电压下且多次循环后,结构框架仍具有良好的稳定性。

  该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、上海市材料基因组项目等的支持。


由Na-PTCA到Zn-PTCA的结构设计以及预测的储钠位点


钠离子在Zn-PTCA中的嵌入位点(A)、嵌入电压(B)以及迁移通道(C)


Zn-PTCA的电化学性能:充放电曲线(A)、循环性能(B)、倍率性能(C)以及CV曲线(D)

返回列表 | 加入收藏 | 】
我要存档: 将本文以PDF形式 打开 | 下载
我要分享:
我要收听: 官方微博 @ @
相关文章  
·NCA与NCM选择困难?那来看看NCMA材料 2018/11/16 ·日企开发出超薄锂离子电池仅0.05mm厚 2018/11/15
·铁锂电池UPS和铅酸电池价格相差的原 2018/11/15 ·车载式UPS电池如何保养? 2018/11/15
·储能锂电池包和动力锂电池的区别 2018/11/15 ·机架式UPS电源电池用锂电池还是蓄电 2018/11/15
·循环300次容量保持率95%,这个全固态 2018/11/15 ·太阳能路灯哪种电池好 2018/11/14
·UPS电源铅酸蓄电池改换铁锂电池的方 2018/11/13 ·一滴油引发的Science:麻省理工革新 2018/11/13
·锂离子电池快速充电方法 2018/11/13 ·国内首个储能电站典设和设备技术规范 2018/11/13
·能量媲美汽油的全新电池技术 更便宜 2018/11/13 ·铅酸电池和磷酸铁锂电池包谁的安全性 2018/11/12
·生物质燃烧汞排放的遥感估算研究取得 2018/11/09 ·为何UPS电源被广泛推广使用锂电池而 2018/11/08
·石墨二炔可能会给锂电池安全性带来一 2018/11/08 ·电动车铅酸换锂电池要注意的几点 2018/11/07
·锂离子电容器 锂离子电池 超级电容器 2018/11/07 ·胶体蓄电池与铅酸蓄电池的区别之谈 2018/11/07
官方微博  
  相关产品  
- 磷酸铁锂电池 - 三氧化二锑
- 蓄电池 - 电动汽车充电桩
- US305HCXC电池 - 锂电池组模块
- 电池材料混合机 - 电动汽车充换电设备
- 镉镍蓄电池 - 锂离子电池
- 家用太阳能发电小家 - 太阳能离网逆变器
- 锂电池负极材料包覆 - 电源适配器
- 便携通信电源 - 环保型锂氩电池
- 12V30Ah锂电池 - 锂亚电池
- 不可充电锂电池 - 3V一次锂电池
- 超级复合电源 - 锂电池片式全自动制
- 太阳能光伏设备电池 - 锂电池浆料双行星真
- 150L双行星搅拌机 - 20KWEPS应急电源
- 铜粉末烧结滤芯、铜 - 数显直流稳压电源
- 中间相碳微球 - 16,8v5a锂电池充电
能源通会员广告服务网络推广会员积分帮助中心联系我们关于我们 | 官方微博:
Copyright © 2018 伟德1946,BETVLCTOR伟德1946,伟德国际1946官网 版权所有
业务():0571-28068180,28068199,28068187  客服:0571-28068180,28902366  链接推广:0571-28902366  展会合作:0571-28068187
业务QQ:  客服QQ:  推广QQ:
 太阳能光伏:点击这里加入此群  太阳能光热:点击这里加入此群  风能:点击这里加入此群  生物质能:点击这里加入此群  LED新光源:点击这里加入此群
 储能与电池:点击这里加入此群  新能源汽车:点击这里加入此群
 总部地址:杭州市文三路477号华星科技大厦六层