Электрохимические свойства Sn-Co электродов с различными связующими материалами для натрий-ионных батарей

представить (кого-л. на работу и т.д.)

Благодаря стремительному развитию технологий в наше время мы знаем, что литий-ионные батареи (LIB) используются для хранения энергии в мобильных устройствах, электроприборах и электромобилях, и спрос на них, скорее всего, будет расти. Однако литий стоит дорого, поскольку он не является распространенным металлом. С другой стороны, натрий распространен и недорог, поэтому интерес к натрий-ионным батареям (НИАБ) растет. Материалы, которые были исследованы для использования в качестве анодов SIB, включают твердый углерод, олово, материалы на основе олова, материалы на основе сурьмы, германий и оксидные материалы. Однако лишь немногие материалы смогли удовлетворить требованиям как высокой емкости, так и хорошей циклической производительности. В предыдущем исследовании мы сосредоточили внимание на Sn-Co и обнаружили, что он демонстрирует лучшие показатели циклирования, чем оловянные электроды. Кроме того, для улучшения циклируемости сплавных анодов для литий-ионных батарей в последние годы были исследованы различные связующие, такие как полиакриловая кислота (ПАА), полиакрилат натрия (ПААНа), карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ) и полиимид (ПИ). В данной работе, с целью дальнейшего улучшения возможности вторичной переработки, мы исследовали электрохимические характеристики отрицательных электродов с ПАА, ПААНА, КМЦ и ПИ в качестве связующих материалов. Кроме того, изучение изменений объема и адгезионной прочности электродов с этими связующими материалами выявило их связь с характеристиками циклирования.

Приложения

В данной работе рассматриваются характеристики заряда и разряда анодных материалов Sn-Co с различными связующими [поливинилидендифторид (PVdF), полиакриловая кислота (PAA), полиакрилат натрия (PAANa), карбоксиметилцеллюлоза натрия (CMC) и полиимид (PI)] для ионов натрия, а также исследуются ячейки для определения корреляции между характеристиками циклирования и характеристиками электродов с этими связующими, по сравнению с PVdF, Электроды Sn-Co со связующими ПАА или КМЦ показали лучшие показатели циклирования (емкость разряда более 400 мАч/г в течение 20 циклов) по сравнению с электродами с ПАА или КМЦ за счет увеличения объема электродов в процессе циклирования, как показала оптическая микроскопия in situ.

На рис. 1 показано изменение объема ЗЭ в течение первого цикла при непосредственном наблюдении с помощью оптической микроскопии in situ (Lasertec Corp., ECCS B310). Скорость расширения и сжатия ЗЭ оценивали в режиме линейного анализа. Поперечное сечение полукруглой ячейки ОЭ/сепаратор/СЭ (Na) наблюдалось с помощью оптического микроскопа так же, как и в предыдущих работах, через смотровое окно из сапфира. Испытания на разряд-заряд проводились при тех же условиях, которые были описаны выше для кнопочных батарей, и результаты были аналогичны результатам для кнопочных батарей.

источник (информации и т.д.)

Авторы: Юхки Юи , Масахико Хаяси , Кацуя Хаяси , Дзиро Накамура

Учреждение: NTT Device Technology Labs., NTT Corporation, Ацуги, Канагава, Япония b Кафедра электронной химии, Междисциплинарная высшая школа науки и техники, Токийский институт технологий, Токио, Япония c NTT Network Technology Labs. Токийского технологического института, Токио, Япония c Лаборатории сетевых технологий NTT, корпорация NTT, Ацуги, Канагава, Япония

Опубликовано: Получено 17 июля 2015 г.; Получено в пересмотренном виде 24 ноября 2015 г.; Принято 2 января 2016 г.

Ключевые слова: натрий-ионные аккумуляторы, анод, связующее, олово-кобальт, оптическая микроскопия in situ, секас

Журнал: Elsevier B.V. Все права защищены.

Сайт источника статьи:Электрохимические свойства Sn-Co электрода с различными видами связующих материалов для натрий-ионных аккумуляторов