2021年1月20
来自法国、美国、瑞士和澳大利亚的研究人员和他们的合作者能够创造和描述一种混合氧化物钠(Li1／3锰2／3阿)2这种材料有望成为钠离子电池的正极材料，它可能需要一天才能补充甚至取代锂离子电池。这篇论文发表在杂志上自然材料亚博网站下载．
锂离子电池正在为现代消费设备提供动力，并推动电力运输的革命。但由于锂相当稀有，从环境角度来说，提取锂具有挑战性，研究人员和工程师一直在寻找更可持续和更经济的替代品。
一种选择是钠离子技术，因为钠比锂丰富得多。然而，钠离子电池仍然难以提供高能量密度和循环稳定性。因此，世界各地的实验室都在寻找钠基阴极的最佳设计。
Skoltech教授兼能源科学与技术中心主任Artem Abakumov和博士生anatoli Morozov是一亚博老虎机网登录个国际团队的成员，研究化合物Na(Li1／3锰2／3阿)2，获得雷诺专利。该化合物具有较高的能量密度，在多次充电循环中不会出现电压衰减，且湿度稳定等优点，有望成为阴极材料。
“我们使用Skoltech先进成像核心设施的设备进行了所有的透射电子显微镜(TEM)研究。app亚博体育我们研究了Na(Li)的晶体结构1／3锰2／3阿)2通过电子衍射并直接用原子分辨率扫描透射电子显微镜技术将其可视化。此外，我们还通过TEM研究了这种材料在不同荷电状态下的情况，这使我们能够追踪其在电化学循环过程中的晶体结构演变。”莫洛佐夫说。
此外，研究小组还发现，这种新型化合物具有190 mAh/g的可逆比放电容量，这对于钠离子电池正极材料来说是一个相对较高的值。亚博网站下载Morozov还显示了良好的容量保持和防潮性，这是不寻常的化合物这类。此外，在Na(Li)延长的循环过程中，没有观察到明显的电压衰减1／3锰2／3阿)2；这是类似的富锂层状正极材料的一个关键缺点，”亚博网站下载斯科尔泰克大学的博士生说。
然而，尽管有这些有前途的特性，娜(李1／3锰2／3阿)2在充放电过程中表现出较大的电压滞后，导致阴极材料的能量效率降低，可能成为商业实施的障碍。“我们假设出现一个大电压滞后与锰在结构内的迁移有关。因此，在未来，有必要开发一种阳离子排序模型，并找到控制它的途径，以克服这个问题。”安娜Morozov笔记。
”该团队在我们的先进成像核心设施(AICF)使用了Titan Themis Z电子显微镜，它可以可视化材料晶格中的单个原子，并研究其结构以及它与材料属性的关系。但要取得令人印象深刻的科学成app亚博体育果，顶级设备是必要的，但还不够;我们认为我们的科研人员和学生的技能至关重要，并在这些技能的开发上投入了大量资金。随着Abakumov教授成为AICF的研究顾问，我们的团队和Skoltech科学家之间的密切科学合作成为可能。这使Skoltech在实施复杂研究项目或开发独特技术方面具有竞争优势。”Skoltech先进成像核心设施负责人yarosava Shakhova说。
参与这项研究的其他组织包括Chimie du solid - energie, Collège de France;巴黎索邦大学;雷诺Technocentre;Réseau sur le Stockage Electrochimique de l 'Energie (RS2E);大学d 'Orleans;Université de Pau和des des Pays de l'Adour;劳伦斯伯克利国家实验室;保罗谢勒研究所;悉尼大学;澳大利亚核科学技术组织澳大利亚中子散射中心;亚博老虎机网登录 University of Illinois at Chicago; University of Montpellier.
来源:https://www.skoltech.ru/en