de.wedoany.com-Bericht: Das Team von Zhuangjun Fan am „Carbon Innovation Platform“ des Hydrogen and Ammonia Center des Hefei Comprehensive National Science Center Institute of Energy Research hat ein haltbareres, schneller ladendes und strukturell stabileres Kathodenmaterial für Natrium-Ionen-Batterien entwickelt. Die entsprechenden Ergebnisse wurden als Erstautor des Instituts in der Fachzeitschrift für Energiespeichermaterialien „Energy Storage Materials“ veröffentlicht.
Aufgrund der reichhaltigen Natriumressourcen und der geringen Kosten haben Natrium-Ionen-Batterien ein Anwendungspotenzial im Bereich der großflächigen Energiespeicherung. Allerdings neigt ihr Kathodenmaterial unter hohen Spannungen zu struktureller Instabilität und Kapazitätsverlust. Das Forschungsteam ging vom Materialstrukturdesign aus, ordnete die Metallionen durch molekulares Design geordneter an, reduzierte innere Defekte und führte drei Elemente ein – Kalzium als „Stützpfeiler“ zur Aufrechterhaltung der Struktur unter hoher Spannung, Lithium als „Schmiermittel“ zur Förderung der Ionenbewegung und Kupfer als „Verstärkungsmittel“ zur Erhöhung der Stabilität.
Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass das Kathodenmaterial bei einer hohen Spannung von 4,3 V stabil bleibt und nach 1000 Zyklen unter schnellen Ladeströmen eine Kapazitätserhaltungsrate von 85,2 % aufweist. Diese Studie bietet einen neuen Ansatz für das Design von Kathodenmaterialien für Natrium-Ionen-Batterien und liefert Referenzen zur Senkung der Kosten, Verlängerung der Lebensdauer und Anpassung an großflächige Energiespeicheranwendungen.
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