новости

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

IT House News от 21 августа, Университет Яньшань 19 августа выпустил пресс-релиз, в котором говорится, что он сотрудничает с Институтом физики Китайской академии наук,Важный прогресс был достигнут в области катодных материалов со слоистыми оксидами ионов натрия, а соответствующие результаты исследований были опубликованы в журнале «Наука».

Представление команды

Профессор Хуан Цзяньюй возглавлял команду Государственной ключевой лаборатории технологии и науки подготовки метастабильных материалов Университета Яньшань, сотрудничал с исследовательскими группами Института физики Китайской академии наук и Физического исследовательского центра дельты реки Янцзы и опубликовал соответствующие публикации. Результаты опубликованы в журнале Science Доктор философии Института физики Китайской академии наук Ян Вэй, студент, и Ван Цзайфа, аспирант Университета Яньшань, являются первыми авторами статьи.

Предыстория проекта

Материалы слоистых оксидных катодов занимают ключевую позицию в области литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов благодаря их превосходной высокой емкости и масштабируемым производственным характеристикам.

Благодаря широкой доступности ресурсов натрия и высокой гибкости в выборе элементов переходных металлов - нет необходимости полагаться на дорогие кобальт и никель, но в качестве альтернативы можно использовать более экономичные железо и медь, оксид со слоистым ионом натрия. катодные материалы демонстрируют значительную экономическую эффективность.

Однако чувствительность этого типа материала к воздуху уже более четырех десятилетий беспокоит сообщество исследователей катодных материалов со слоистым оксидом натрия и стала серьезным препятствием, которое необходимо преодолеть в процессе его коммерциализации.

Результаты исследования проекта

Исследовательская группа отметила, что нарушение связи между газами является ключевым внешним фактором в достижении стабильного хранения материалов.

Количественная оценка кислотной и окислительной деградации, а также принципы разработки и проектирования устойчивых на воздухе катодных материалов со слоистым оксидом ионов натрия. Фотография предоставлена ​​командой проекта.

Используя широко изученный NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 (NFM111) в качестве модельного материала, команда расширила круг его гомологов и использовала комбинацию просвечивающей электронной микроскопии окружающей атмосферы in-situ, метода изотопной маркировки, вторичной ионной масс-спектрометрии, нейтронного анализа. Рассеяние и синхротронное излучение. Передовые методы определения характеристик, такие как рентгеновская абсорбционная спектроскопия, показали, что водяной пар, углекислый газ или кислород сами по себе не вызывают значительных реакций разрушения, что бросает вызов традиционному мнению, что эти три газа (особенно водяной пар) сами по себе могут вызывать. реакции резкого ухудшения состояния:

• Водяной пар играет ключевую роль в процессе разложения., может связывать углекислый газ и кислород с материалами, вызывая соответственно кислотную и окислительную деградацию.

• в,кислотная деградацияЭто вызовет бурный обмен Na+/H+ и образование карбоната или бикарбоната натрия на поверхности материала. Это также вызовет рост трещин, искажение решетки, генерацию дислокаций, а также восстановление и реконструкцию поверхности ионов переходных металлов в сильных кислотных условиях. последующие реакции;

• Окислительная деградация, ионы переходных металлов с более низким окислительно-восстановительным потенциалом в объемной фазе (ближе к уровню Ферми) будут окисляться преимущественно, а ионы натрия будут высвобождаться на поверхность, чтобы уравновесить заряд. Окисленные ионы переходных металлов (Ni3+) окажутся на поверхности. обычно нестабильны и могут быть легко уменьшены, вызывая реконструкцию поверхности.

В то же время исследовательская группа также разработалаСтандартизированный метод испытания стабильности на воздухе, основанный на технологии титрационной газовой хроматографии., используемый для количественной оценки вклада различных путей реакции и устойчивости различных материалов на воздухе.

Основываясь на количественных результатах потери натрия после разложения более 30 материалов и результатах предыдущих исследований в сочетании с ионным потенциалом и начальным содержанием натрия каждого компонента,Коэффициент конкуренции катионов η определяетсяи нашел:

• Кислотное разложение доминирует в реакциях разложения большинства материалов;

• За счет снижения коэффициента конкуренции катионов и увеличения размера частиц материала можно эффективно улучшить кислотостойкость материала;

• Основным фактором, позволяющим эффективно повысить антиокислительную способность материалов, является подбор высокопотенциальных окислительно-восстановительных пар.

IT Home прикрепляет ссылочный адрес