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1 Al2O3包覆對Na0.44MnO2正極材料高溫儲鈉性能的改善
李慧, 劉雙宇, 汪慧明, 王博, 盛鵬, 徐麗, 趙廣耀, 白會濤, 陳新, 曹餘良, 陳重學
引用信息：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. Improved Sodium Storage Performance of Na0.44MnO2 Cathode at a High Temperature by Al2O3 Coating. Acta Phys. -Chim. Sin. 2019, 35 (12): 1357-1364. doi: 10.3866/PKU.WHXB201902021
摘要：Na0.44MnO2具有特殊的三維隧道結構和良好的化學穩定性，是一種理想的鈉離子電池正極材料。本文研究了Na0.44MnO2正極材料的高溫電化學性能，採用液相法對Na0.44MnO2正極材料進行Al2O3包覆改性，並通過電化學、形貌分析、結構分析、化學成分表徵等方法研究Al2O3包覆的改性機制。結果表明：Al2O3包覆層有效地隔離了Na0.44MnO2與電解液的直接接觸，緩解了高溫下錳的溶解，從而維持了穩定的電極/溶液界面結構。Na0.44MnO2@Al2O3在55 ℃下的電化學性能相比未包覆Na0.44MnO2有顯著提升：循環100次後容量保持率達79.2%，遠高於未包覆的66.5%；在10C (1C = 120 mAh∙g−1)的大電流密度下放電比容量達到63.6 mAh∙g−1，而未包覆的僅有12.3 mAh∙g−1。
2 氟代碳酸乙烯酯添加劑對鈉離子電池正極的影響
程振傑, 毛亞雲, 董慶雨, 金鋒, 沈炎賓, 陳立桅
引用信息：Cheng, Z. J.; Mao, Y. Y.; Dong, Q. Y.; Jin, F.; Shen, Y. B.; Chen, L. W. Fluoroethylene Carbonate as an Additive for Sodium-Ion Batteries: Effect on the Sodium Cathode. Acta Phys. -Chim. Sin. 2019, 35 (8): 868-875. doi: 10.3866/PKU.WHXB201811033
摘要：使用電解液成膜添加劑是一種簡單高效的提高電池循環穩定性的方法。氟代碳酸乙烯酯(FEC)的最低未被佔據分子軌道(LUMO)能量較低，易被還原，通常被認為是很好的負極成膜添加劑，但因其最高佔據分子軌道(HOMO)能量也較低，抗氧化性較好，故其被認為不在正極上發生作用。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。密度泛函理論(DFT)計算表明，FEC之所以能在正極上形成保護層，可能與其容易在正極界面與鈉鹽陰離子ClO4−結合反應有關。
3 NiCo2S4六角片作為鈉離子電池負極材料的電化學性能及儲鈉動力學
趙明宇, 朱琳, 付博文, 江素華, 周永寧, 宋雲
引用信息：Zhao, M. Y.; Zhu, L.; Fu, B. W.; Jiang, S. H.; Zhou, Y. N.; Song, Y. Sodium Ion Storage Performance of NiCo2S4 Hexagonal Nanosheets. Acta Phys. -Chim. Sin. 2019, 35 (2): 193-199. doi: 10.3866/PKU.WHXB201801241
摘要：通過共沉澱以及後續的氣相硫化成功製備了橫向邊長約為2 μm，縱向厚度約為30 nm的NiCo2S4六角片，並研究了其作為鈉離子電池負極材料的電化學性能。電化學性能測試結果顯示在1000 mA·g−1的電流密度下，NiCo2S4電極循環60次後仍然可保持約387 mAh·g−1的可逆比容量。此外，NiCo2S4電極還具有良好的倍率性能，在200、400、800、1000和2000 mA·g−1的電流密度下，容量分別為542、398、347、300和217 mAh·g−1。通過進一步動力學機制分析發現，NiCo2S4電極的良好的倍率性能得益於其二維片層狀結構誘導產生的贗電容。上述結果表明，NiCo2S4納米六角片是一種極具潛力的鈉離子電池負極材料。
4 水系鈉離子電池電極材料研究進展
劉雙, 邵漣漪, 張雪靜, 陶佔良, 陳軍
引用信息：Liu, S.; Shao, L. Y.; Zhang, X. J.; Tao, Z. L,; Chen, J. Advances in Electrode Materials for Aqueous Rechargeable Sodium-Ion Batteries. Acta Phys. -Chim. Sin. 2018, 34 (6): 581-597. doi: 10.3866/PKU.WHXB201711222
摘要：隨著太陽能、風能等可再生能源發電併網普及應用和智能電網建設，儲能技術成為能源優化利用的核心技術之一。水系鈉離子電池具有資源豐富、價格低廉等優勢，作為未來電網儲能的重要選擇而成為近年來電化學儲能技術前沿的研究熱點。由於受到水的熱力學電化學窗口限制及嵌鈉反應的特殊性(例如溶液的pH值、氧的溶解等)，以及容量、電化學電位、適應性及催化效應等，電極材料選擇面臨挑戰，進而影響水系鈉離子電池的應用。因此，電極材料成為水系鈉離子電池的研究重點。本文簡要概括了水系鈉離子電池的特點，並對氧化物、聚陰離子化合物、普魯士藍類似物和有機物等電極材料體系的最新研究進展進行了總結，並概括了將來的發展方向，為推動水系鈉離子電池的發展和能源優化研究奠定了基礎。
5 碳布負載的缺氧型Na2Ti3O7納米帶陣列作為高性能柔性鈉離子電池負極材料
張熙悅, 黃雅蘭, 吳樹煒, 曾銀香, 於明浩, 程發良, 盧錫洪, 童葉翔
引用信息：Zhang, X. Y.; Huang, Y. L.; Wu, S. W.; Zeng, Y. X.; Yu, M. H.; Cheng, F. L.; Lu, X. H.; Tong, Y. X. Engineering Oxygen-Deficient Na2Ti3O7 Nanobelt Arrays on Carbon Cloth as Advanced Flexible Anodes for Sodium-Ion Batteries. Acta Phys. -Chim. Sin. 2018, 34 (2): 219-226. doi: 10.3866/PKU.WHXB201707173
摘要：作為鋰離子電池的理想替代品，鈉離子電池因具有能源儲備豐富、成本低廉等優點而受到人們的廣泛關注。柔性可攜式電子產品的發展亟需柔性儲能器件的研製。因此，發展一種廉價、高性能的柔性鈉離子電池負極材料成了科研工作者的共同目標。在此項工作中，我們通過簡單的水熱合成和熱還原法發展了一種以柔性碳布為基底，與缺氧型的Na2Ti3O7納米帶(NTO)構成三維陣列結構的新型柔性鈉離子電池負極材料。複合材料(R-NTO/CC)的導電性和活性位點得到提高，電化學性能也大幅提升，在200 mA·cm−2的電流密度下，實現100 mAh·cm−2的面積比容量，且經過200次循環後仍保留最初電容值的80%。此外，這種電極還具有優良的倍率性能，當電流密度提高到400 mA·cm−2時，仍保持69.7 mAh·cm−2的面積比容量，是未引入氧空位材料的三倍之多。這種三維缺氧的電極材料可有效提高載流子濃度，縮短離子傳輸通道，從而大幅提升電極的電化學性能。此工作為設計合成高儲鈉性能的新型的負極材料提供了一種實用有效的策略。
6 雙(三氟甲基磺醯)亞胺鈉基聚合物電解質在固態鈉電池中的性能
馬強, 胡勇勝, 李泓, 陳立泉, 黃學傑, 周志彬
引用信息：Ma, Q.; Hu, Y. S.; Li, H.; Chen, L. Q.; Huang, X. J.; Zhou, Z. B. An Sodium Bis (trifluoromethanesulfonyl) imide-based Polymer Electrolyte for Solid-State Sodium Batteries. Acta Phys. -Chim. Sin. 2018, 34 (2): 213-218. doi: 10.3866/PKU.WHXB201707172
摘要：採用簡單的溶液澆鑄法製備出由雙（三氟甲基磺醯）亞胺鈉（NaTFSI）/聚氧乙烯（PEO）構築的固態聚合物電解質（SPE），並針對其相轉變、結晶性、熱穩定性、電導率以及電化學穩定性等基礎理化及電化學性質進行了系統表徵。結果表明，NaTFSI/PEO（[EO]/[Na+]=15）SPE具有相對高的電導率（σ ≈ 10−3 S·cm−1，80 ℃）、高的耐氧化能力（4.86 V vs Na+/Na）和熱穩定性高達350 ℃。電池測試結果表明，該NaTFSI基SPE不僅對金屬鈉電極能夠呈現出優異的界面穩定性，而且在Na|SPE|NaCu1/9Ni2/9Fe1/3Mn1/3O2電池中展現出良好的循環和倍率性能。
《物理化學學報》1985年創刊。由中國科學技術協會主管、中國化學會和北京大學共同主辦、北京大學化學學院物理化學學報編輯部編輯出版。月刊，向國內外公開發行，刊載物理化學領域具有原創性的基礎研究和應用研究的成果。每篇文章均被SCI網絡版收錄。
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