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我院物理与材料工程学院教师在钠离子电池研究方面取得新进展

时间:2023-04-19  编辑:科研处  核稿:  终审:胡昂   点击:

本网讯 近期,我院物理与材料工程学院新能源系教师张雪倩博士以第一作者身份在国际著名期刊Advanced Energy Materials发表论文,研究工作揭示了Na0.44MnO2(NMO)正极的共脱嵌机制,为大力发展高比能水系钠离子电池提供了实验基础。研究成果题目为“Revealing the Competitive Intercalation between Na+and H+into Na0.44MnO2in Aqueous Sodium Ion Batteries”,合肥师范学院为第一完成单位,中国科学技术大学侯之国副研究员为通讯作者。Advanced Energy Materials期刊2022年影响因子为29.698,期刊涵盖了能源、物理、化学及材料领域的基础和跨学科领域的应用研究,收录了领域内最前沿的优秀论文。

水系钠离子电池具有安全性高、钠元素储量丰富、环境友好等优势受到越来越多的关注。研究人员通过原位XRD和XPS等研究手段发现,在充放电过程中,钠离子和质子在NMO中会发生共脱嵌反应。通过精细调控水系电解液中钠离子和质子相对浓度以及迁移速率,抑制质子在NMO中的共脱嵌反应,降低钠离子嵌入能,与聚苯硫蒽醌负极组装全电池,电池能量密度可达60瓦时/千克,1200次循环后容量保留率达到85%。该工作提供了一种抑制质子脱嵌的方法,组装的水系钠离子电池能量密度高、循环寿命长、成本低,是非常有应用前景的一种储能电池体系。

NMO/PAQs全电池的电化学性能

上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、安徽省自然科学基金项目以及安徽省高等学校自然科学重点项目的支持。(物理与材料工程学院)