據(jù)南京大學(xué)官方消息，該�，F(xiàn)代工學(xué)院郭少華/周豪慎團(tuán)隊(duì)與王鵬團(tuán)隊(duì)合作，將材料學(xué)領(lǐng)域的“釘扎效應(yīng)”引入電池技術(shù)，在防止鈉離子電池正極結(jié)構(gòu)失效方面取得了重大進(jìn)展。
未來(lái)光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新能源的發(fā)展，必然對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)有極高的需求，鈉離子電池被廣泛視為滿足這一需求的“潛力股”，但仍有一些問(wèn)題需要解決，比如在脫鈉狀態(tài)下，電池正極層狀氧化物在使用過(guò)程中的結(jié)構(gòu)重排，會(huì)影響電化學(xué)穩(wěn)定性。
在合金材料科學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家往往用“釘扎效應(yīng)”來(lái)增強(qiáng)材料的強(qiáng)度/韌度，解決結(jié)構(gòu)失效問(wèn)題。摻雜適量元素——非金屬元素碳和氧與金屬元素釓和鋅等——作為釘扎點(diǎn)來(lái)抑制結(jié)構(gòu)中不利的位錯(cuò)滑移。
在本工作中，作者報(bào)告了通過(guò)引入Fe作為釘扎點(diǎn)，并通過(guò)可控調(diào)控Fe釘扎點(diǎn)的含量來(lái)優(yōu)化層狀正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)性能。結(jié)果顯示，當(dāng)2.5%的鈉位被Fe占據(jù)時(shí)，該層狀材料在充放電過(guò)程中經(jīng)歷簡(jiǎn)單的具有高度可逆的固溶反應(yīng)，對(duì)應(yīng)的體積變化只有約0.6%。
該研究成果由現(xiàn)代工學(xué)院郭少華教授和周豪慎教授團(tuán)隊(duì)與王鵬教授團(tuán)隊(duì)合作完成，以“Pinning Effect Enhanced Structural Stability toward a Zero-Strain Layered Cathode for Sodium-Ion Batteries”為題于2021年4月1日在線發(fā)表在國(guó)際知名期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上。
現(xiàn)代工學(xué)院郭少華教授、王鵬教授和周豪慎教授為該文章的共同通訊作者，博士后褚世勇和博士生張純臣為本文共同第一作者。這項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委和中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金的支持。
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