ナトリウムイオン電池工学技術研究の大きな進歩

ナトリウムイオン電池は、リチウムイオン電池に続く新しい形式のエネルギー貯蔵技術です。 リチウムイオン電池とは対照的に、ナトリウムイオン電池は地球上に存在する豊富なナトリウム資源、特に海水から抽出される塩を利用し、水溶性電解質を使用します。 この設計には、豊富な原材料ソースを活用し、超クリーンな製造環境の必要性を排除するという利点があります。 その結果、次世代エネルギー貯蔵電池はより低コストで生産されることが期待されています。

ナトリウムイオンのイオン半径が大きいため、ナトリウムイオン電池は低容量や不十分なサイクル性能などの課題に直面することがよくあります。 国際的には、多くの学者がナトリウムイオン電極材料に関する広範な基礎研究を実施し、顕著な進歩をもたらしています。 中国国家自然科学財団 (21336003 および 21073120) および国家 973 プログラム (2014CB239700) の支援を受け、上海交通大学の馬紫峰教授の研究グループは、酸化グラフェンを応用して工業用の Na2/3[Ni1/3Mn2/3] を強化しました。アプリケーション。 彼らは O2 電極を改良し、バインダーを含まず、高い導電性特性を備えた柔軟な電極を製造しました。 注目すべきことに、この電極は、0.1C から 10C の範囲の充電および放電サイクル下で、賞賛に値する容量とサイクル性能を示しました (J. メーター。 化学。 A, 2 (2014) 6723-6727).

最近の画期的な成果として、研究チームはコスト効率の高いプルシアンブルー材料 (NaMFe(CN)6) を利用し、その内部分子構造を最適化して、特定の容量を備えた高容量でサイクル寿命の長いナトリウムイオン電池の正極材料を開発しました。最大 118.2 mAh/g (10 mA/g の場合)。 この容量は、Na2MnFe(CN)6 材料に匹敵しました。 電流密度 100 mA/g での充放電を 800 サイクル行った後、この材料は 83.8% という優れた容量維持率を示し、Na2MnFe(CN)6 材料を大幅に上回りました。

特に、研究チームは、この材料をハードカーボン負極と組み合わせてエネルギー貯蔵用のプロトタイプのナトリウムイオン電池を作成することにより、画期的なマイルストーンを達成しました。 エネルギー密度は鉛蓄電池の2倍である81.72Wh/kgに達し、エネルギー貯蔵ナトリウムイオン電池の工業化に向けた強固な技術基盤を築きます。