因为负极可运用硬碳,与锂离子充电电池研讨相同,探究可完成高容量化正极资料的开发也日益活泼。最近十分重视的是,可完成高容量化、且不同于锂离子充电电池的正极资料。其中之一便是可运用铁的3价和4价氧化还元反响。锂离子充电电池不可能会产生铁氧化复原反响,只能运用镍、锰和钴等过渡元素的氧化复原反响。
实际上,东京理科大学发布的铁类层状正极资料Na2/3(Fe1/2Mn1/2)O2的比容量为190mAh/g。特点是,显现出了钠和氧构成三棱柱网格的P2型层状结构。
仅以铁构成的NaFeO2一般都会选用钠和氧构成八面体网格的O3型积层结构,以3.5V以上电压充电时,跟着铁离子的移动会产生不可逆相变。而P2型Na2/3(Fe1/2Mn1/2)O2即便充电电压超越3.5V,也可以精确的经过铁的氧化复原反响取得可逆容量,充电电压进步至4.5V时仍能保持层状结构。
东京理科大学的研制小组以为,尽管Na2/3(Fe1/2Mn1/2)O2的均匀电压只要2.75V,但比容量高,因此能保证单位体积内的包括的能量超越正极资料采纳运用LiFePO4的锂离子充电电池(图6)。别的,东京理科大学归纳研讨机构讲师薮内直明称,现在经过使铁和锰的份额各占一半来保持P2型,“假如削减锰的用量后仍能保持P2型的话,还能进一步提高容量”。
东京理科大学在本届电池研讨会上就具有高比容量的正极资料Na2/3(Fe1/2Mn1/2)O2宣布了讲演。钠和氧以三棱柱结构(P2型)摆放(a)。经过锰和铁的氧化复原反响完成了190mAh/g的高容量(b)。尽管新资料的均匀电位稍低,只要2.75V,但作为电池可完成高能量密度(c)。