나트륨 이온 배터리 엔지니어링 기술 연구의 획기적인 발전

나트륨이온전지는 리튬이온전지를 잇는 새로운 형태의 에너지 저장 기술이다. 리튬 이온 배터리와 달리 나트륨 이온 배터리는 지구상에 풍부한 나트륨 자원, 특히 바닷물에서 추출한 소금을 활용하고 수용성 전해질을 사용합니다. 이 설계는 풍부한 원자재 소스를 활용하고 매우 깨끗한 제조 환경이 필요하지 않다는 이점을 제공합니다. 이에 따라 차세대 에너지저장전지는 보다 저렴한 비용으로 생산될 수 있을 것으로 기대된다.

나트륨 이온의 이온 반경이 ​​더 크기 때문에 나트륨 이온 배터리는 종종 낮은 용량 및 부적절한 사이클 성능과 같은 문제에 직면합니다. 국내외적으로 수많은 학자들이 나트륨이온 전극재료에 관한 광범위한 기초연구를 수행하여 주목할 만한 진전을 이루었습니다. 중국 국립 자연 과학 재단(21336003 및 21073120)과 국가 973 프로그램(2014CB239700)의 지원을 받아 Shanghai Jiao Tong University의 Ma Zifeng 교수 연구 그룹은 산업용으로 Na2/3[Ni1/3Mn2/3]을 향상시키기 위해 산화 그래핀을 적용했습니다. 응용 프로그램. 그들은 O2 전극을 수정하여 높은 전도성 특성을 지닌 바인더가 없는 유연한 전극을 생성했습니다. 놀랍게도, 이 전극은 0.1C ~ 10C 범위의 충전 및 방전 사이클에서 칭찬할 만한 용량 및 사이클 성능을 나타냈습니다(J. 교배. 화학. A, 2 (2014) 6723-6727).

연구팀은 최근 획기적인 발전을 이루며 비용 효율적인 프러시안 블루 소재(NaMFe(CN)6)를 활용하고 내부 분자 구조를 최적화하여 특정 용량의 고용량, 장수명 나트륨 이온 배터리 양극 소재를 개발했습니다. 최대 118.2mAh/g(10mA/g에서). 이 용량은 Na2MnFe(CN)6 재료와 비슷합니다. 100mA/g의 전류 밀도에서 800회 충방전 후 이 소재는 Na2MnFe(CN)6 소재를 크게 능가하는 83.8%의 인상적인 용량 유지율을 나타냈습니다.

특히, 연구팀은 이 물질을 경질 탄소 음극과 결합하여 에너지 저장용 나트륨 이온 배터리 프로토타입을 제작함으로써 획기적인 이정표를 달성했습니다. 납축전지 대비 2배에 달하는 에너지 밀도 81.72Wh/kg으로 에너지저장 나트륨이온전지 산업화를 위한 탄탄한 기술 기반을 마련한다.