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進展|低鹽濃度電解液再降鈉離子電池成本
近年來,高鹽濃度電解液因其特殊的體相與界面特性被廣泛用於金屬鋰電池、水系電池等(本課題組曾於2013年首次提出「Solvent-in-Salt」電解液用於金屬鋰電池,Nature Communications2013, 4, 1481,引用1224次)。但與此相反,降低鹽濃度可能會帶來濃差極化,所以目前實際鋰電池應用大多集中於標準的1 M濃度,從而使得低鹽濃度電解液一直沒有得到系統的研究。
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中科院胡勇勝團隊:反其道而行之,超低鹽濃度電解液讓鈉電成本再降!
【研究背景與思路來源】 電解液是儲能設備不可或缺的部分,而調控電解液濃度則是實現其功能化設計的關鍵策略。 文章摘要圖:超低鹽濃度電解液基鈉離子全電池示意圖 【圖文詳情】 首先將NaPF6鈉鹽溶解於碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)共溶劑(體積比1:1),配製了一系列不同濃度的電解液(不含任何添加劑),然後對其物化性質進行測試
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在50年後 鋰離子電池的難兄難弟鈉離子電池終於實現量產!
其實在二十世紀七十年代末期,鈉離子電池與鋰離子電池幾乎是同時開展研究的,但由於當時研究條件的限制和研究者對鋰離子電池研究的熱情,鈉離子電池研究曾一度處於緩慢和停滯狀態,因此,鋰離子電池也就把握住了發展機會,在今天的多數電子產品中都佔有一席之地。
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鈉離子電池優點及發展現狀
鈉離子電池優點 研究人員將這種特定的材料定位商業機密,LITEN合作研究員Loïc Simonin指出:「其能量密度可與磷酸鐵鋰等鋰離子電池相匹敵」。 與鋰離子電池相比,鈉離子電池具有的優勢有: (1)鈉鹽原材料儲量豐富,價格低廉,採用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料,原料成本降低一半; (2)由於鈉鹽特性,允許使用低濃度電解液(同樣濃度電解液,鈉鹽電導率高於鋰電解液20%左右)降低成本; (3)鈉離子不與鋁形成合金,負極可採用鋁箔作為集流體,可以進一步降低成本8%
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鈉離子電池:從基礎研究到工程化探索
根據本領域最新的研究進展,提煉出了鈉離子電池在成本、性能等方面的7大優勢,這些優勢使鈉離子電池具有巨大的發展潛力。最後重點介紹了本研究團隊在銅基層狀氧化物正極和無定形碳負極等低成本電極材料研發及其工程化放大,以及鈉離子電池研製和示範應用方面的工作。鈉離子電池的成功示範證明了其實際應用的可行性。
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鈉離子電池工作原理
放電時則相反,Na+從負極脫嵌,經過電解質嵌入正極。在正常的充放電情況下,鈉離子在正負極間的嵌入脫出不破壞電極材料的基本化學結構。 鈉離子電池工作原理示意圖 鈉離子電池的優勢 (1)鈉鹽原材料儲量豐富,價格低廉,採用鐵錳鎳基正極材料相比較鋰離子電池三元正極材料,原料成本降低一半
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高比能、長壽命的柔性固態鈉離子電池問世
根據國際市場研究機構Technavio最新發布的報告顯示,基於消費電子產品需求不斷增長,電動汽車的普及,2020-2024年鋰離子電池市場規模有可能增長478.1億美元,且增長動力將在預測期內加速。相比於鋰元素,鈉元素在地殼中的儲藏量十分豐富,獲得鈉元素的方法也十分簡單,其開採費用僅為鋰的1%;鈉離子電池的充電時間可以縮短到鋰離子電池的1/5;鈉離子電池無過放電特性,允許放電到零伏;由於鈉鹽特性,允許使用低濃度電解液(同樣濃度電解液,鈉鹽電導率高於鋰電解液20%左右)降低成本;鈉離子不與鋁形成合金,負極可採用鋁箔作為集流體,可進一步降低成本
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進展|水系鈉離子電池研究取得重要進展
水系鈉離子電池兼具鈉資源儲量豐富和水系電解液本質安全的雙重優勢被視為一種理想的大規模靜態儲能技術。此前,我們針對這水系鈉離子電池體系做了一些探索(Nature Communications 2015, 6, 6401;Advanced Energy Materials 2015, 5, 1501005;Advanced Energy Materials 2017, 7, 1701189)。
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物理所在水系鈉離子電池研究中取得進展
水系鈉離子電池兼具鈉資源儲量豐富和水系電解液本質安全的雙重優勢,被視為一種理想的大規模靜態儲能技術。此前,研究人員針對水系鈉離子電池體系做了一些探索(Nature Communications 2015, 6, 6401;Advanced Energy Materials 2015, 5, 1501005;Advanced Energy Materials 2017, 7, 1701189)。
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【期刊】2018-2019發表的鈉離子電池文章 | 物理化學學報
本工作結合電化學,形貌分析,化學成分表徵,原位結構分析等方法研究了FEC添加劑在鈉離子電池中的作用。我們發現適量的FEC添加劑不僅可以顯著抑制電解液溶劑碳酸丙烯酯(PC)的分解,而且會在正極上形成一層富NaF的保護層,提高循環過程中正極晶格結構穩定性,從而提高電池的循環穩定性。
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高性能鉀電池採用非易燃電解質 打造下一代儲能系統
(圖源:Wollongong官網) 蓋世汽車訊 據外媒報導,澳大利亞科學家研發一種不易燃電解液,可應用於鉀和鉀離子電池,促進鋰技術以外的下一代儲能系統發展
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上海矽酸鹽所陶瓷基鋰氟轉換固態電池研究取得進展
鋰金屬負極理論容量高、電極電勢低。與傳統鋰離子電池相比,鋰金屬電池的能量密度更高,正極材料的選擇更廣泛,既可以與傳統的含鋰聚陰離子框架和層狀氧化物材料匹配,也可以與新興的具有更高理論能量密度的無鋰氟化物材料配合。一般的鋰金屬電池以電解液為鋰離子傳輸的介質,主要成分是鋰鹽和有機溶劑,但由於液態介質副反應多和有機物的易燃性,這一類電池存在一定安全隱患。
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上海矽酸鹽所在新型氟基固態電解質研究方面取得進展
,當前的鋰離子電池面臨著能量密度無法滿足電化學儲能需求,以及有機電解液可燃和洩露致使存在安全隱患等諸多問題。近日,中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員李馳麟帶領的研究團隊在氟基固態電解質方面取得進展,開發出一種納米複合結構的開框架富鋰相氟基固態電解質Li3GaF6,並實現了對固態電池的成功驅動,相關成果發表在國際能源/材料類期刊Energy Storage Mater., 2020, 28, 37-46.上。
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德州大學研發錳基鈉離子電池 或將降低電動車電池成本
蓋世汽車訊 據外媒報導,鋰離子電池已成為市場中的主流電池產品,許多智慧型手機、電動車輛紛紛採用該類電池。然而,美國德克薩斯大學達拉斯分校(University of Texas, Dallas)與韓國首爾國立大學(Seoul National University)共同研發出一款全新電池,其採用錳基鈉離子(manganese and sodium-ion-based material)材料。該材料或將降低電池成本,且生態環保性更佳,所製成的電池可供電動車使用。
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電化學冶金與電池電化學分會場---「中國有色金屬2018青年科技論壇」
電化學冶金與電池電化學分會場(8月22日下午和23日全天)電化學冶金與電池電化學分會場報告……(召集人:焦樹強、鍾勝奎、賴延清、張培新、羅紹華、蔣 凱、肖 巍、鍾 澄、楊海濤、黃 惠、蔣良興、王 偉)(1) 王明湧 北京科技大學 研究員報告題目: 低濃多元金屬溶液電化學冶金
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鈉離子電池助力電網儲能、硫硒化鉬雜化負極、陽離子COF、硝酸鋰...
鈉離子電池(NIBs)因鈉元素豐富,具有潛在的電化學性能和對環境有益的性質,因此被視為一種極具吸引力的存儲技術。此外,鈉電池材料的新進展使得能夠採用一些不含稀有元素(如Li、Co、Ni)的高電壓和高容量正極,從而為低成本的NIBs提供了有效途徑,使得其在能量密度上可與鋰電池相媲美,而又能夠同時服務於大規模電網儲能的需求。
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鈉離子電池出爐!比三元鋰更耐用,500次充放電不損耗容量
二、多國研究發展鈉離子電池 英國法拉第公司開始落地商用據悉,已經多個國家的科研團隊對鈉離子電池技術展開相關研究,其中其中英國法拉第公司已經宣布與印度重型商用運輸科技公司IPL展開合作。美國華盛頓州立大學研究小組負責人宋俊華(音譯:Song Junhua)表示,鈉晶體堆積問題的解決將為鈉離子電池的發展鋪平道路,他們對電池陰極與電解質之間的化合反應了解的更加透徹,為將來鈉離子電池向無鈷化發展提供了可靠的依據。」
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康明斯柴油發電機組蓄電池-電解液的純度與濃度標準
(1)柴油發電機組蓄電池-電解液的純度與濃度a.電解液的純度普通鉛蓄電池在啟用時,都必須由使用者配製合適濃度(用密度表示)的電解液。閥控式密封鉛蓄電池的電解液在生產過程中已經加入電池當中,使用者購回電池後可直接將其投入使用,而不必灌注電解液和初次充電。
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華盛頓州立大學開發出媲美鋰電的鈉離子電池
日前,華盛頓州立大學(WSU)和太平洋西北國家實驗室(PNNL)的研究人員研製出一種鈉離子電池,這種電池的儲能能力和一些商用鋰離子電池的化學性能相當,這使得利用豐富而廉價的材料開發出一種可能可行的電池技術成為可能。
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三言兩語鈉離子
-鈉離子是血漿滲透壓的決定因素,一般來說高鈉=高滲透壓。低鈉=低滲透壓。-鈉離子是所有電解質的急先鋒,三軍未動鈉先行。可以通過主動轉運鈉離子來被動轉運其他電解質-鈉離子濃度的輕微改變就能決定是ADH(血管加壓素)的釋放我們看在腦部,如果腦血管中鈉離子低,那麼腦血管中血液滲透壓就低,那麼水會被滲透壓高的腦細胞吸引,造成腦細胞腫大,想像一下,腦細胞撐大撐破會怎樣。反之,腦血管中鈉離子過高,血液滲透壓過高,那麼會從腦細胞中吸收水分,造成腦細胞萎縮。這好像也不太好。