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铁基普鲁士蓝正极材料的宏量制备及电化学储钠性能

2021-06-19孙云坡刘春丽赵新兵裘吕超徐雄文

无机化学学报 2021年6期

孙 瑜 孙云坡 刘春丽 谢 健*, 赵新兵裘吕超 梅 简 徐雄文 涂 健

(1浙江大学材料科学与工程学院,杭州 310027)

(2国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,杭州 310014)

(3湖南立方新能源科技有限责任公司,株洲 412000)

0 引 言

随着科技的进步和社会的发展,能源已经成为现代社会的关键因素。煤、石油等化石能源的过度消耗使得能源短缺和环境污染等问题日益严重,而太阳能、风能、潮汐能等清洁能源也存在间歇性以及受自然条件和地域条件制约等问题。因此,开发高效的储能技术成为清洁能量发展的关键因素。近年来,锂离子电池凭借其优开的电化学性能,在各领域得到了广泛应用[1-3]。但是,由于锂资源稀缺且地域分布不均,导致锂离子电池成本高昂,不利于其在大规模储能领域的广泛应用。而与锂元素具有相似物化性质的钠元素在地壳中储量丰富、分布广泛、价格低廉,因此开发钠离子电池对大规模储能具有重要的意义[4-8]。

由于钠离子半径比锂离子大,钠离子在晶格中的扩散较为困难,嵌入时更易引起材料体积的变化,因此在锂电池体系中具有优开性能的正极材料的类似体应用于钠离子电池时,往往呈现低劣的电化学性能,如工作电压低、循环寿命差等。因此,开发适合钠离子电池的正极材料成为研究的重点和难点[9]。常见的钠离子电池正极材料主要包括层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似体等[10-16]。其中,普鲁士蓝类化合物由于相对低廉的原料成本、简单易行的制备方法、开放的三维框架结构及优开的电化学性能,引起了研究者的关注[17-21]。……

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