综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

氰化物解毒剂启发的环境友好型单铁源法制备富钠和高结晶度普鲁士蓝正极材料

日期: 2025-05-27
浏览次数: 113

来源:中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心ChemSusChem

钠离子电池因其成本低、资源丰富等优势备受关注。普鲁士蓝类似物(PBAs)作为钠离子电池的正极材料之一,展现出高理论容量和良好的电化学性能,但传统的单铁源水热合成方法存在诸多安全与环保难题。比如在酸性条件下,氢离子促使金属-氰根基团解离,虽能实现 PBAs 的缓慢结晶,却因酸处理易释放有毒的氢氰酸(HCN),带来严重的安全隐患。此外,这种方法生成的 PBAs 常伴有结构缺陷、空位以及残留水分等问题,这些因素会显著降低钠离子电池性能,加速电池循环性能衰退。

近日,中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心申仲荣研究员、郑隽工程师团队从医学领域用于氰化物中毒的解毒剂硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)中获得灵感,将其引入单铁源水热合成法中。这一创新方法不仅有效解决了氢氰酸泄漏的风险,还促进了高结晶度、低缺陷的富钠PBAs 的形成。新方法的优势在:(1)安全无毒 :Na₂S₂O₃ 在合成过程中能将剧毒的氰根离子(CN⁻)转化为相对无害的硫氰根(SCN⁻),有效抑制 HCN 的产生,为操作人员的健康和环境安全提供了有力保障;(2)提升钠含量与结晶度 :Na₂S₂O₃ 创造的还原性气氛,有效地防止了 Fe²⁺ 氧化,确保了更多的钠离子能够嵌入 PBAs 框架中,从而使 PBAs 的钠含量显著提高,并且形成了更加规则、有序的晶体结构,有助于提升电池的性能和稳定性。(3)减少缺陷和水分 :与传统方法制备的 PBAs(简称 H-PB)相比,S-PB 的缺陷和空位减少,结晶水含量也有所降低,这有助于提高材料的结构稳定性和电化学性能,减少其在充放电过程中的结构变化和副反应。

通过一系列实验深入探究了 Na₂S₂O₃ 辅助合成 PBAs 的机制,对不同温度下的合成效果进行了考察,并合成出纯相的 PBAs,有效消除副产物和防止钠含量降低。通过对产物的结构、形貌和热稳定性等进行了详细表征,证实了 S-PB 相较于 H-PB 在结构和性能上的显著优势。在电化学测试中,S-PB 在电池的库仑效率、倍率性能和循环稳定性等方面也都表现出了更加优异的性能,这主要归功于其较高的钠含量、良好的结晶度和较低的缺陷水平,这些特点有助于钠离子在电极材料中的快速扩散和传输,从而提升普鲁士蓝钠离子电池性能。




Hot News / 相关推荐
  • 2025 - 09 - 05
    点击次数: 15
    来源:X-MOL本研究采用不同部分的纳米铈(CeO2)填充改性酚醛树脂(PF),制备酚醛树脂铸件体。采用差示扫描量热法(DSC)测定酚醛树脂固化特征温度,建立树脂固化反应动力学方程,研究 CeO2 纳米颗粒对酚醛树脂固化过程的影响。对铸件进行密度、机械性能、耐热性和烧蚀性能测试。结果表明,当添加 5phr CeO2 时,PF 铸体的密度达到最高值,为 1.30 g/cm3;CeO2 颗粒可以降低树...
  • 2025 - 09 - 03
    点击次数: 51
    2025年9月3日上午,上海稀土聚氨酯硅酸盐协会联合支部全体党员怀着无比崇敬的心情,通过集中观看、居家学习、移动设备直播等多种方式,同步收看纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会直播,共同回顾那段波澜壮阔的历史,缅怀先烈,深刻学习领会习近平总书记重要讲话精神,汲取开创未来的奋进力量。在阅兵式中,伴随着激昂的军乐,徒步方队、装备方队、空中梯队依次通过天安门广场,全新的军旗引领着整齐划...
  • 2025 - 09 - 03
    点击次数: 52
    2025年9月3日上午,上海稀土聚氨酯硅酸盐协会联合支部全体党员怀着无比崇敬的心情,通过集中观看、居家学习、移动设备直播等多种方式,同步收看纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会直播,共同回顾那段波澜壮阔的历史,缅怀先烈,深刻学习领会习近平总书记重要讲话精神,汲取开创未来的奋进力量。在阅兵式中,伴随着激昂的军乐,徒步方队、装备方队、空中梯队依次通过天安门广场,全新的军旗引领着整齐划...
  • 2025 - 09 - 03
    点击次数: 51
    悉尼,8月29日(阿格斯)—澳大利亚生产商Lynas Rare Earths公司通过发售股票筹集了7.5亿澳元(合4.9亿美元)资金,以加速和扩大其全球采矿和加工业务,将自己定位为支持中国以外的磁铁客户的稀土原料供应商。莱纳斯今天告诉投资者,该公司的融资估值为每股13.25澳元,比其最近的交易价格14.73澳元/股下降了10%。该公司还将向现有散户投资者提供以折扣价购买价值至多7500万澳元股票的...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务