【行业】钠离子电池-铜基镍基金属原材料拆解(17页)

钠离子层状氧化物中具有电化学活性的金属元素多达数十种。层状金属氧化物材料的表达式为 NaxMO2(M 为过渡金属元素)。在锂离子电池中目前仅发现Mn、Co 和 Ni 三种金属组成的锂层状氧化物可以实现可逆充放电,所以目前商业应用的锂电正极材料包括钴酸锂(LiCoO2),NCM811,NCM622、NCM523 和锰酸锂(LiMn2O4)等。而在钠离子电池中,具有活性的层状氧化物种类较多,Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Cu 和 Ti 等元素均具有电化学活性且表现出多种性质。

氧原子是层状氧化物晶体结构的骨架。如图 2 所示,在钠离子的层状金属氧化物中,通常过渡金属元素与周围的六个氧形成的 MO6多面体层与 NaO6碱金属层交替排布的层状结构。所以,氧原子在层状氧化物的晶体结构中主要承担着晶格骨架的作用。

过渡族金属因为可以实现价态的变化,主要是提供电荷补偿。如图 3 所示,在实际的放电过程中,Na+离子从负极脱出,经由电解液穿过隔膜嵌入正极材料中,使得正极恢复至富钠态。为保持电荷平衡,外电路会有相同的电子进行传递,对应的过渡族金属会得到电子,并发生价态的变化,充电的过程则与之相反。

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