高安全性、长寿命全固态钠电池用于高效存储摩擦纳米发电机产生的电能

由于钠资源丰富、价格低廉等特点,钠离子电池作为可替代锂离子电池的储能体系近年来受到了广泛的关注。但是由于钠离子的半径(1.02Å)大于锂离子半径(0.76Å),使得钠离子在电极材料中嵌入和脱出困难,导致钠离子电池的倍率性能和循环性能较差,阻碍了钠离子电池的实际应用。所以研发新型的有利于钠离子嵌入与脱出的新型电极材料是发展钠离子电池技术的关键。此外,与传统的使用液态电解液的电池相比,使用不易燃烧的固体电解质的全固态钠电池具有更好的安全性、更高的能量密度,并且会降低系统对封装的要求。

Untitled最近,中国科学院北京纳米能源与系统研究所孙春文研究员带领的研究团队研制了一种安全的、长寿命的全固态钠电池,他们使用Mg2+离子掺杂的P2相Na0.67Ni0.23Mg0.1Mn0.67O2作为正极材料,一种钠化的全氟磺酸薄膜作为电解质和隔膜,金属钠片作为负极组装成了全固态钠电池。全固态钠电池表现出非常优异的循环性能,在48 mA g-1的电流密度下充放电1000次之后容量的保持率仍然可以达到85%。更重要的是,当使用摩擦纳米发电机产生的脉冲电能给全固态钠电池充电时,系统的能量效率达到62.3%,表明全固态钠电池是一种可以高效地存储摩擦纳米发电机产生的脉冲电能的安全持久的储能装置。相关结果近日发表在Adv. Sci., 2017, 4, 1700072. 该工作得到了国家重点研发计划项目(2016YFA0202702)和国家自然科学基金委项目(51672029, 51372271和 21333007)的支持。

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