钠离子电池用锰基大容量阳极材料

Yong Mook Kang教授及其研究团队利用现有锂二次电池广泛的资源,成功地开发了一种价格具有竞争力的钠二次电池正极材料稳定技术。

在可再生能源时代,能源储存系统(ESS)和电动汽车(EV)行业对电力储存和分配至关重要,但需要同时实现高产量、高能量密度和低单位成本的二次电池的出现。特别是单位成本低、资源利用率高的钠离子二次电池,由于资源有限、锂离子二次电池用锂前体价格高,市场对其的兴趣也在增长。

多年来,Yong Mook Kang教授和他的团队研究了钠离子二次电池阳极用锰氧化物和阴极用硬碳,以开发出与锂离子二次电池阴极和阳极相当的性能,但成本较低。首先,该小组成功地消除了关键的结构因素,如Jahn-Teller畸变和相分离,通过在层状氧化锰(p2)的钠离子位置取代锌,使层状结构的氧化锰不稳定。他们通过电子显微镜和同步辐射X射线的尖端分析,证实了从头计算预测的效果,从而显著改善了材料的电化学和寿命特性。

康教授说:“在包括美国在内的许多国家,Uber和Grab的共享经济正在蔓延,向故障较少、充电成本较低的电动汽车的过渡迅速发展。最后,对电动汽车和充电系统单价的担忧在工业上非常重要。考虑到这两个方面,本课题组以低单位成本的锰基阳极材料和硬碳基阴极材料为研究对象,对钠离子二次电池进行了研究。特别是对于阳极材料,研究只集中在结晶相,这是钠和锂等碱性离子可以通过的路径。但是,我相信将来有必要过渡到准晶体和非晶体材料,以克服材料局限性,同时保持较低的单位成本。”

东郭大学的凯张博士在韩国国家研究基金会(NRF)的“韩国研究基金会”(KRF)的支持下参加了该研究,并发表了第一篇论文。这项研究是由Keang-He大学Doo ho Kim教授、Poistch教授Si young Choi和国立首尔大学的Maeng hyo Cho共同研究的,由韩国研究基金会(KRF)和韩国国家研究基金会中期研究(NRF)支持。

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