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[材料资讯] 武汉理工大学麦立强Nano Lett.:基于NaO2纳米线放电产物的高性能Na-O2电池

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发表于 2018-5-24 08:40:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

Na-O2二次电池具有高理论能量密度和储量丰富的特点。但是因为含有立方体和无规则形状的大尺寸放电产物生成,电池的动力学特征缓慢。对电池放电产物形貌的调控是提升Na-O2电池性能的一个新途径。一维(1D)形貌的纳米线可以提供与粒子更多电流传输的电流路径,纳米线中的离子扩散长度很短,可以提高速率性能,减少扩散时间。NaO2作为具有1 e̅传输的Na-O2电池的产物具有顺磁性。这两种性质的组合提供了放电期间NaO2磁控等级生长的适当条件。本文发现Na-O2电池中,纳米线NaO2放电产物的独特生长结构显著提高了Na-O2电池的性能。

NaO2纳米线的显微结构和元素分布图

NaO2纳米线的显微结构和元素分布图

近日,武汉理工大学麦立强教授(通讯作者)、徐林教授和厦门大学彭栋梁教授等人,发现在外磁场下,采用纯Co纳米颗粒,在高温氧化下,合成了高自旋的Co3O4催化剂。纳米线NaO2的放电产物的直径为10-20 nm,长度为~ 10μm,可以为离子和电子的传输提供通道。放电产物为纳米线NaO2的Na-O2电池在400圈循环时,容量保持在1000 mAh g-1;充电时具有~ 60 mV的微小过电势;放电时,过电势几乎为0 mV。这种策略不仅能够控制放电产物的独特结构,提高Na-O2电池的性能,而且为特殊条件下,探索纳米线的生长过程提供了新思路。相关成果以“High-Performance Na–O2 Batteries Enabled by Oriented NaO2 Nanowires as Discharge Products”为题发表在Nano Letters上。武汉理工大学博士研究生S. Mohammad B. Khajehbashi为论文第一作者。


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