Natrium-Ionen-Batterien Kathodenmaterial

Schichtmetalloxide werden von Forschern wegen ihres einfachen Herstellungsverfahrens und ihrer hohen spezifischen Kapazität bevorzugt. Ähnlich wie Lithiumbatterien sind auch geschichtete Oxidkathodenmaterialien vielversprechende Kathodenmaterialien für den kommerziellen Einsatz in Natriumionenbatterien.

(2) Preußischblau

Die preußisch-blaue Rahmenstruktur ermöglicht die schnelle Einbettung und Freisetzung von Natriumionen mit ausgezeichneter struktureller Stabilität und Geschwindigkeitsleistung. Obwohl preußisch-blaues Material große Anwendungsperspektiven bietet, gibt es noch einige Probleme bei seiner kommerziellen Anwendung. Der Hauptgrund ist, dass das Vorhandensein von Kristallwasser und Leerstellen die Eigenschaften von Materialien beeinflusst. Das Kristallwasser behindert die Diffusion von Natriumionen, und die elektrochemische Leistung der Batterie wird aufgrund der Zersetzung des Wassers weiter verringert und die Geschwindigkeitsleistung wird verringert. Leerstellen führen zu einer Verschlechterung der elektronischen Leitfähigkeit von Materialien, und das Kristallgerüst von Materialien kann aufgrund des Vorhandenseins von Leerstellen im Zyklusprozess leicht zusammenbrechen. Denn diese Massenproduktion steht derzeit noch vor größeren Schwierigkeiten.

(3) Polyanion

Das polyanionische Material hat einen offenen Rahmen, der ihm einen offenen Diffusionskanal von Natriumionen und eine hohe Betriebsspannung ermöglicht. Gleichzeitig macht die starke kovalente Bindung das Material zu einer besseren thermischen Stabilität und Oxidationsbeständigkeit bei Hochspannung. Derzeit sind die polyanionischen Materialien hauptsächlich Phosphat, Fluorphosphat und Sulfat.

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