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因受锂、钴等资源的限制,锂离子电池在大型储能领域应用面临严峻挑战。钠资源丰富,可以说取之不尽用之不竭,因而钠离子电池近几年获得快速发展。近日,公司能源与环境材料研究院张建生博士后(合作导师赵修松教授离子正极材料研究方向取得突破性进展,发明一种通过控制反应物化学计量比的简单方法制备具有钠离子导体NASICON结构的聚阴离子类钠离子电池正极材料Na3TiMn(PO4)3相关工作美国化学会期刊ACS Energy Letters影响因子19.003发表(doi/10.1021/acsenergylett.1c00426)

Na3TiMn(PO4)3因锰离子的高电压氧化还原电对极大实用前景。然而,该材料充放电过程存在严重的电压滞后现象,降低了材料的储钠性能电池能量密度。在本工作中,作者提出了Na3TiMn(PO4)3钠离子/锰离子之间的混排是导致电压滞后现象的根本原因,通过实验证明了这一想法。发现通过在反应物中加入过量钠能有效抑制离子混排从而极大改善该材料的储钠性能。与使用化学计量比合成样品相比,电池能量效率由85%提升至95%此外,使用这种非化学计量比合成的材料还展现出稳定的充放电循环2000次循环,储钠容量衰减低于9%,这是目前已报道的锰基聚阴离子类钠离子电池正极材料的最优值本工作为钠离子电池商业化提供了一种简单低成本正极材料制备方法;同时该方法也为改善其它聚阴离子类二次电池正极材料提供了一种崭新路线(刘雪华)