b'abstract:钠离子电池(SIBS)是一种有前途的网格级存储技术,因为钠的丰度和低成本。为SIBS开发的开发是必须影响电池寿命和容量的,因此必须开发新的SIBS。目前,六氟磷酸钠(NAPF 6)用作基准盐,但具有高度吸湿性并产生有毒的HF。This work describes the synthesis of a series of sodium borate salts, with electrochemical studies revealing that Na[B- (hfip) 4 ] \xc2\xb7 DME (hfip = hexafluoroisopropyloxy, O i Pr F ) and Na[B(pp) 2 ] (pp = perfluorinated pinacolato, O 2 C 2 - (CF 3 ) 4 ) have出色的电化学性能。[B(pp)2]阴离子也表现出对空气和水的高耐受性。这两种电解质都比常规使用的NAPF 6具有更稳定的电极 - 电解质界面,如阻抗光谱和环状伏安法所示。此外,它们具有更大的循环稳定性和与NAPF 6的SIBS相当的能力,如商业袋细胞所示。
使用迷你领导的设备和SIBS基板上的印刷图像的原始和剪切的SIBS膜之间垂直失真和变形差异的可视化。a)未拉伸设备的照片,d)印刷图像; b)设备和e)原始SIBS基板上的印刷图像伸展50%。c)设备和f)在剪切的SIBS基板上打印的图像伸展50%。(a – c)中的白色比例尺和(d – f)中的黑色比例尺每个代表1 cm。信用:高级材料(2024)。doi:
商业应用中对钠离子电池(SIB)的需求不断上升,这强调了满足商业标准的重要性。尽管具有潜力,但由于钠离子的独特特征,SIB遇到了与特定能量,骑自行车寿命和特定功率有关的挑战。设计了对阴极材料的设计策略,表面工程和结构修饰,以改善SIBS的电化学性能。在SIBS中,能量密度主要取决于阴极材料的选择。 如今,常见的阴极材料包括过渡金属氧化物,聚苯二极管化合物和普鲁士蓝色类似物(PBA)。 通过有针对性的修改来加强这些材料以克服其局限性对于将它们从实验室规模转变为实际使用至关重要。 但是,在有效利用阴极材料用于SIBS中的大规模储能之前,仍然存在一些挑战。 回收用过的SIBS构成了重大的经济和环境挑战,尤其是与锂离子电池(LIBS)相比。 尽管阴极材料取得了进展,但缺乏SIB的详尽的环境评估和详细的库存数据。 其发展的早期阶段限制了SIBS中的金属回收利用,强调了寿命终止治疗的重要性。 增生铝和水透明术通常用于金属恢复,由于钠蒸发风险降低,因此对SIBS的增压效能偏爱。 SIBS的营销和商业化趋势反映了对可再生能源的需求不断增长。在SIBS中,能量密度主要取决于阴极材料的选择。常见的阴极材料包括过渡金属氧化物,聚苯二极管化合物和普鲁士蓝色类似物(PBA)。通过有针对性的修改来加强这些材料以克服其局限性对于将它们从实验室规模转变为实际使用至关重要。但是,在有效利用阴极材料用于SIBS中的大规模储能之前,仍然存在一些挑战。回收用过的SIBS构成了重大的经济和环境挑战,尤其是与锂离子电池(LIBS)相比。尽管阴极材料取得了进展,但缺乏SIB的详尽的环境评估和详细的库存数据。其发展的早期阶段限制了SIBS中的金属回收利用,强调了寿命终止治疗的重要性。增生铝和水透明术通常用于金属恢复,由于钠蒸发风险降低,因此对SIBS的增压效能偏爱。SIBS的营销和商业化趋势反映了对可再生能源的需求不断增长。SIBS具有潜在的网格尺度储能,预计将支持可再生能源基础设施的扩展。但是,克服技术挑战和降低成本是SIB商业化的关键。在这方面,初创企业在为大规模存储应用程序推进SIB技术方面发挥了重要作用。公司之间的合作与制造设施的进步正在推动SIB生产,这标志着商业化的实质进展。本文旨在对当前的SIB技术研究和进步进行全面审查。
钠离子电池(SIBS)最近被宣布为领先的“锂后”能量存储技术。这是因为SIBS与锂离子电池共享相似的性能指标,而钠则是10 0 0 0 0 0倍的含量。为了了解SIBS的电化学特征并改善了当今的设计,基于物理的模型是必要的。在此,第一次引入了基于物理学的伪两维(P2D)模型。P2D SIB模型分别基于N A 3 V 2(P O 4)2 F 3(NVPF)和硬碳(HC)作为正和负电极。NVPF和HC电极中的电荷转移通过浓度依赖性扩散系数和动力学速率常数描述。模型的参数化基于实验数据和遗传算法优化。表明该模型在预测全细胞HC // NVPF SIBS的排放纤维方面非常准确。此外,可以从施加电流处的模型获得内部电池状态,例如单个电极电池和浓度。在本文中均未阐明电极和电解质的几个关键挑战,并突出显示了提高SIB性能的有用设计注意事项。©2021作者。由Elsevier Ltd.这是CC下的开放式访问文章(http://creativecommons.org/licenses/4.0/)
使用陶瓷电解质的全稳态锂离子电池(LIB)被认为是可充电电池的理想形式,因为它们的高能量密度和安全性。但是,在追求全稳态的液体时,锂资源可用性的问题被选择性地忽略了。考虑到全稳态液体所需的锂量对于当前的锂资源而言是不可持续的,这是另一个系统,它还提供了高能量密度和安全性D全稳态钠离子电池(SIBS)D的双重优势,D具有可持续性的可持续性优势,并且可能是竞争强劲的竞争者,这可能是竞争的强大竞争。本文Brie-fly介绍了全稳态的SIBS的研究状态,解释了其优势的来源,并讨论了潜在的固体钠离子导体发展方法,旨在激发研究人员的兴趣并吸引对所有固定状态sibs的领域的关注。
新能源的高使用率推动了下一代储能系统 (ESS) 的发展。钠离子电池 (SIB) 作为锂离子电池 (LIB) 的有希望的替代品,由于地壳中天然 Na 的丰度高达 2.4 wt.%(而 Li 为 0.0017 wt.%)且成本低廉,引起了广泛的研究兴趣。随着 SIBs 技术可行性的增加,高性能电极材料的开发一直具有挑战性。在过去的几年中,具有高理论容量和出色的氧化还原可逆性的双金属硫化物 (BMS) 作为 SIBs 的高性能阳极材料显示出巨大的潜力。本文报道了 BMS 作为 SIBs 阳极的最新进展,并系统地研究了这些电极的电化学机理。此外,还强调了当前的问题、挑战和观点,以解决对相关电化学过程的广泛理解,旨在为 SIB 阳极材料的可能方向提供深刻的展望。
3.1。Global demand for batteries.............................................................................................................39 3.2.Battery demand in India.................................................................................................................... 40 3.3.Suitable applications for SIBs............................................................................................................41 3.4.Cost considerations............................................................................................................................. 46 3.5.全球和印度对SIBS的预计需求......................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 48
常用的电解质溶液包括六氟磷酸钠(NaPF6)、高氯酸钠(NaClO4)、六氟砷酸钠(NaAsF6)、四氟硼酸钠(NaBF4)、二氟草酸硼酸钠(NaBOB)等,有机溶剂一般为烷基碳酸酯化合物。13,14电解液同时影响SIBs的电化学性能和安全性,它不仅决定了电池的电化学窗口和能量密度,还控制着电极/电解液界面的性能。15,16电解液复杂的电化学副反应和金属钠枝晶的形成在一定程度上限制了SIBs的发展。目前,对SIBs电解质的研究主要集中在新型电解质盐、溶剂改性及混合、新型添加剂等方面。一系列新型钠盐,如二氟乙酸钠磺酰亚胺钠(NaFSI)、三氟甲基磺酰亚胺钠(NaTFSI)、二氟乙酸钠硼酸盐(NaODFB)等已被证明是潜在的替代品。17 – 19与传统碳酸酯溶剂相比,醚类溶剂可作为SIBs电解质的替代品。20此外,腈类、氟化溶剂、羧酸盐溶剂、离子液体也可作为候选溶剂。特别是新型添加剂由于其优异的成膜性能、高低温稳定性、快速充电能力,近年来成为研究重点。 21,22 在 SIB 中,成膜组分 NaF 在反应过程中相对容易溶解,导致电极界面不稳定。23 通常,不稳定的电解质界面
近年来,钠离子电池 (SIBs) 因其丰富的地球资源、环境友好、成本低以及高能效而受到广泛关注。与锂离子电池相比,不断发展的先进正极在提高 SIB 性能方面发挥着关键作用。层状过渡金属氧化物 NaxMO2(M = Co、Mn、Fe、Ni 等)由于组成多变、活性中心丰富以及电化学性能良好而成为 SIB 有前途的正极之一。在这些层状过渡金属氧化物中,层状氧化锰基材料因锰无毒、前体价格便宜以及高容量而受到关注。为了提高 SIB 的性能,金属原子掺杂在层状正极中得到了广泛的研究。通过掺杂可以提高结构稳定性和容量保持率。
3.1。Global demand for batteries.............................................................................................................39 3.2.Battery demand in India.................................................................................................................... 40 3.3.Suitable applications for SIBs............................................................................................................41 3.4.Cost considerations............................................................................................................................. 46 3.5.全球和印度对SIBS的预计需求......................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 48