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?廈大/寧德時代AM:觸發氧化鈉中的陰離子氧化活性獲得高容量陰極預鈉化劑

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補償有限活性鈉(Na)的不可逆損失對于提高實際鈉離子電池(SIB)全電池的能量密度至關重要,特別是在使用首效較低的硬碳陽極時。引入犧牲陰極預鈉化劑,特別是那些具有高理論容量的潛在陰離子氧化活性的預鈉化劑,可以提供額外的鈉源來補償鈉的損失。
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圖1 Na2O基高容量預鈉化劑的表征
廈門大學喬羽、張橋保、Xiaoxiao Kuai、寧德時代新能源科技股份有限公司Ziyang Ning等將Ni原子精確地注入Na2O框架內的Na位點,獲得了(Na0.89Ni0.050.06)2O(Ni-Na2O)預鈉化劑。
研究顯示,Na空位和Ni催化劑之間的協同作用有效地調節了能帶結構,形成了適度的Ni-O共價鍵,激活了氧陰離子的氧化活性,從而將分解過電位降低到2.8 V(vs Na/Na+),并實現了710 mAh/g的高預鈉化容量(Na2O分解率>80%)。
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圖2 預鈉化后的電化學性能
此外,實驗顯示,將目前改性的預鈉化劑與Na3V2(PO4)3和Na2/3Ni2/3Mn1/3O2陰極結合,相應的鈉離子全電池的能量密度分別提高了23.9%和19.3%。此外,不僅限于Ni-Na2O,這種陰離子氧化機制與電極-電解質界面制備之間的結構-功能關系也被揭示出來,這為犧牲型陰極預鈉化劑的開發提供了范例。
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圖3 NNO對電極-電解質界面的影響以及預鈉化劑的相關前景
Achieving High‐Capacity Cathode Presodiation Agent Via Triggering Anionic Oxidation Activity in Sodium Oxide. Advanced Materials 2024. DOI: 10.1002/adma.202407720

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