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磷酸钒钠Na3V2(PO4)3电化学储能研究进展
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中南大学化学化工学院,长沙410083, [2]Department of Materials, Imperial College London, London SW72AZ, UK
  • 相关基金:国家自然科学基金(21473258,21673298,51622406)资助项目
中文摘要:

锂离子电池在全球范围内的广泛应用加剧了对锂资源的消耗,其成本和原料将限制其未来发展。钠与锂具有相似物理化学性质,并且储量丰富。根据锂离子“摇椅式”电池原理,富钠离子化合物可类似富锂离子正极材料,提供可脱嵌的钠离子及结构。钠离子较锂离子大,其可逆脱嵌反应要求材料结构具有较大的容钠位与离子迁移通道。聚阴离子体磷酸钒钠Na3V2(PO4)3属于钠离子超导体(NASICON)材料,其NASICON结构骨架形成了稳定的容钠位,并且开放的三维离子迁移通道利于提高钠离子的扩散。Na3V2(PO4)3作为电池正极材料,具有理想的比容量、电压平台与循环稳定性,从而受到了广泛关注。本文首先介绍了Na3V2(PO4)3结构特点,其次结合团队已有的工作基础对Na3V2(PO4)3在钠离子电池、混合离子电池、水系电池,混合超级电容器等体系中的应用与反应机理进行了阐述;总结了基于Na3V2(PO4)3设计的复合材料与结构并探讨了Na3V2(PO4)3可能存在的问题与未来发展趋势。

英文摘要:

Lithium ion batteries (LiBs) have been widely utilized, but the limited lithium resource restricts development and application of LiBs in large-scale energy storage. Sodium has similar physicochemical characteristics to that of lithium and is suitable to transfer between two electrodes as a cation in the "rocking chair" mechanism of LiBs. Na-containing compounds have been proposed as the electrodes to store sodium ions and provide channels for diffusion. Polyanion Na3V2(PO4)3 is a Na-super-ionic conductor (NASICON) with specific Na sites in its crystal structure and three-dimensional open channels. Recently, Na3V2(PO4)3 has been demonstrated as potential electrode material with promising properties for energy storage. In this review we systematically summarize the structure of Na3V2(PO4)3, the application and mechanism in a specific energy system, and the recent development of Na3V2(PO4)3 structure for use as electrodes. The potential problems and trends of Na3V2(PO4)3 are also discussed.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781