鈉離子電池—研究發現透過空位取代、摻雜可提高鈉離子電池穩定性

鋰離子電池是最常用的儲能材料，但由於其原材料的稀缺，其供應受到限制。相比之下，鈉離子電池利用了地球上豐富的資源。

然而，鈉離子電池在使用過程中會發生較大的體積和晶體結構變化。它們也有較低的能量密度。為了克服這些問題，電池需要一種提高效率和結構穩定性的正極材料。

韓國成均館大學

和

韓國科學技術研究院

的研究團隊

透過空位取代和過渡金屬層中的異質元素摻雜，提高了層狀鈉離子電池的結構穩定性。

相關研究成果已在

Applied Physics Reviews

期刊上

發表

。

在層狀正極材料中，為了獲得更好的電化學效能，通常採用過渡金屬層。引入空位意味著金屬與氧的比率小於

1

。這誘導了陰離子氧化還原反應和抑制相變。

此外，鈦的引入提高了結構的穩定性，使穩定的陰離子氧化還原反應具有固定的氧化狀態，並與氧形成強鍵合。

研究人員表示，

透過空位和鈦的協同作用，

他們正

努力開發一種能夠穩定反應的陰離子氧化還原基正極材料。

用

x

射線衍射分析證實了結構變化。在有空位的陰極中，通常發生的相變不存在。但鈦摻雜起了關鍵作用

，

沒有鈦摻雜，只含空位的材料無法保持其微分電容隨電壓的變化。

研究人員計劃繼續開發具有更好電化學效能的鈉離子正極材料。

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