科创中国
一种 P2@O3 复合型钠离子电池正极材料
成果类型：: 新技术
发布时间: 2023-08-15 16:51:06
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：内蒙古自治区包头市| 王永斌 | 2023-09-21 16:20:38
本团队开发出 P2@O3 复合型正极材料，P2@O3 双相层状化合物中的锂蜂窝状超晶格结构有效地抑制了不必要的结构相变，更具体地说，P2-O2-Z 相变和 Jahn-Teller 畸变在宽电位范围内的结构演变都被抑制。而且，P2@O3 复合材料对湿度不敏感，在水中浸泡后仍能表现出优异的电化学性能。例如，在 1.5-4.5 V 电压范围内，P2@O3 复合型层状正极材料经去离子水浸泡 3min、50 次循环后，其容量保持率接近 98%，而传统 P2 型层状正极材料在此工况下的容量保持率不足 50%。
本团队开发出 P2@O3 复合型正极材料，P2@O3 双相层状化合物中的锂蜂窝状超晶格结构有效地抑制了不必要的结构相变，更具体地说，P2-O2-Z 相变和 Jahn-Teller 畸变在宽电位范围内的结构演变都被抑制。而且，P2@O3 复合材料对湿度不敏感，在水中浸泡后仍能表现出优异的电化学性能。例如，在 1.5-4.5 V 电压范围内，P2@O3 复合型层状正极材料经去离子水浸泡 3min、50 次循环后，其容量保持率接近 98%，而传统 P2 型层状正极材料在此工况下的容量保持率不足 50%。
钠离子电池在储能、电动两轮车与 A00 级别汽车领域均有较好的应用前
景，2025 年这三大领域国内电池需求将达到 123GWh。储能方面，2020 年国内储能装机需求合计 17GWh，预计到 2025 年将达到 48GWh；两轮车方面，
2020 年国内两轮车电池需求约 32GWh，预计到 2025 年将达 41GWh；A00 级
别汽车方面，2020 年国内 A00 汽车动力电池需求约 7GWh，预计到 2025 年将达到 34GWh。若这三类场景均使用钠离子电池，预计 21-25 年对应的市场空间分别为 408/510/545/532/537 亿元。
近年来学院主持国家重点研发计划3项，973/863/重大专项课题8项，国际合作项目15项。此外承担国家自然科学基金重点项目6项，重大研究计划项目3项，国家杰出青年基金1项，国家自然科学基金面上及青年基金100余项，以及省部级及企业合作项目400余项。近三年发表SCI论文550余篇(ESI论文24篇)，出版专著8部，申请专利350余件，其中授权200余件。获省部级科研奖项7项，国际奖项2项，在化工系统集成优化、天然气压缩机、太阳能利用等多方面实现成果转化。学院获批省部级重点实验室5个并建设多个校企合作科研基地。2015年获批成立“陕西省能源化工过程强化重点实验室”，2017年获批成立“石化行业煤基碳材料重点实验室”。2017年联合获批“广东省高性能建筑材料及涂料工程技术研究中心”。2020年获批“陕西省能源化工过程强化创新引智基地”。2021年获批“陕西碳减排与绿色能源化工国际联合研究中心”。
钠离子电池具有高能量密度，可以将大量的能量储存在相对较小的空间内。据报道，储能钠电池的能量密度可以达到240Wh/kg，相较于传统的铅酸电池和锂离子电池，储能钠电池的能量密度更高，因此可以在更小的空间内储存更多的电能，有利于提高能源利用效率和储能系统的可靠性。
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