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硫酸盐电极

阅读：332发布：2020-05-12

IPRDB可以提供硫酸盐电极专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及包含活性材料的电极，该活性材料的分子式为：AaMb(SO4)cXx，其中，A是单一或混合碱金属相，其包括以下中的一种或多种：钠、钾、混合有钠的锂、混合有钾的锂、或者混合有钠和钾的锂；M选自一种或多种过渡金属和/或非过渡金属和/或类金属；X是包括选自卤素和OH的一个或多个原子的部分；以及进一步地其中，1，下面是硫酸盐电极专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种包含活性材料的电极，所述活性材料的分子式为：AaMb(SO4)cXx

其中，A是单一或混合碱金属相，其包括选自以下的一种或多种碱金属：钠、钾、混合有钠的锂、混合有钾的锂、以及混合有钠和钾的锂；

M选自一种或多种过渡金属和/或非过渡金属和/或类金属；

X是包括选自卤素、O和OH的一个或多个原子的部分；以及进一步地其中

2.根据权利要求1所述的包含活性材料的电极，其中，M包括选自以下的一种或多种过渡金属和/或非过渡金属和/或类金属：钛、钒、铌、钽、铪、铬、钼、钨、锰、铁、锇、钴、镍、钯、铂、铜、银、金、锌、镉、铝、钪、钇、锆、锝、铼、钌、铑、铱、汞、镓、铟、锡、铅、铋以及硒、镁、钙、铍、锶、钡、硼、硅、锗、砷、锑和碲。

3.根据权利要求2所述的包含活性材料的电极，其中，M选自镍、钴、锰和铁中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的包含活性材料的电极，其中所述活性材料的分子式为Na2M(SO4)2，其中M选自铁和锰中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的包含活性材料的电极，其中所述活性材料的分子式为Na2M2(SO4)3，其中M选自铁和锰中的一种或多种。

6.一种包含活性材料的电极，所述活性材料的分子式为：Li2M(SO4)2，

其中，M包括选自以下的一种或多种过渡金属和/或非过渡金属和/或类金属：钛、钒、铌、钽、铪、铬、钼、钨、锰、铁、锇、钴、镍、钯、铂、铜、银、金、锌、镉、铝、钪、钇、锆、锝、铼、钌、铑、铱、汞、镓、铟、锡、铅、铋以及硒、镁、钙、铍、锶、钡、硼、硅、锗、砷、锑和碲。

7.根据权利要求1所述的包含活性材料的电极，其中，a:b:c的摩尔比是1:1:1.5。

8.根据权利要求1所述的包含活性材料的电极，其中，a:b:c的摩尔比是1:0.5:1。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电极，与对电极和一种或多种电解质材料结合使用。

10.根据权利要求9所述的电极，其中所述电解质材料包括含水电解质材料。

11.根据权利要求9所述的电极，其中所述电解质材料包括非水电解质。

12.一种包括根据权利要求1至11中任一项所述的电极的能量存储装置。

13.根据权利要求12所述的能量存储装置，其适于用作以下中的一种或多种：钠离子和/或锂离子和/或钾离子电池单元、钠和/或锂和/或钾金属离子电池单元、非水电解质钠和/或锂和/或钾离子电池单元、含水电解质钠和/或锂和/或钾离子电池单元。

14.一种包括根据权利要求1至13中任一项所述的电极和/或能量存储装置的可再充电电池。

15.一种包括根据权利要求1至13中任一项所述的电极和/或能量存储装置的电化学装置。

16.一种包括根据权利要求1至13中任一项所述的电极和/或能量存储装置的电致变色装置。

说明书全文

硫酸盐电极

技术领域

[0001] 本发明涉及包含包括硫酸基团的活性材料的电极，以及涉及这种电极例如在钠离子电池应用中的使用。本发明还涉及特定新颖材料以及涉及例如电极材料的这些材料的使用。

背景技术

[0002] 钠离子电池在许多方面与当今通用的锂离子电池是类似的，它们都是可重复使用的二次电池，其包括阳极(负电极)、阴极(正电极)和电解质材料，它们都能够通过将能量累积在阴极的化学键中来将电力存储在紧凑系统中，并且它们都经由类似的反应机制来充+ +电和放电。当钠离子(或锂离子电池)在充电时，Na(或Li)离子从阴极脱嵌并且朝向阳
极迁移。同时，电荷平衡的电子从阴极穿过包含充电器的外部电路并进入电池的阳极。在放电期间，相同的过程发生，但以相反的方向进行。

[0003] 锂离子电池技术在近年来引起了许多关注并针对当今使用的大多数电子装置提供了优选的便携式电池；然而，对于来源来说，锂不是廉价的金属，并且对于大规模应用来说太贵。相比之下，钠离子电池技术仍处于其相对的初期，但被看作是有益的；钠的储量比锂要丰富得多，并且研究者预测这将为未来提供更廉价且更持久的能量存储方式，特别是对于诸如将能量存储在电网上的大规模应用。然而，在钠离子电池被商业实现之前还需要进行许多工作。

[0004] 根据现有技术，已知的是，例如根据专利申请WO2011078197，制备包含电极活性材料的钠离子电池，电极活性材料包括过渡金属磷酸钠的混合物和复合金属氧化物的粉末。类似地，EP2239805公开了包括混合有钠的过渡金属氧化物的电极，以及US 6872492教导了包括电极活性材料的钠离子电池，电极活性材料包括AaMb(XY4)cZd，其中A是钠，M是包括能够进行氧化至更高的价态的一种金属的一种或多种金属，XY4是磷酸盐或类似的基团，以及z是OH或卤素。另外的现有技术包括EP0743692，其教导了以下分子式的正电极
材料：LixFe2(SO4)3，其中，0AxMy(SO4)z，并具体公开了化合物，其中x＝3并且z＝3，以及其中x＝1并且z＝2。

发明内容

[0005] 在第一方面，本发明的目标是提供一种包含活性材料的有成本效益的电极，其制造简单并且容易处理和存储。本发明的另一目标是提供一种电极，其具有高的初始电荷容量并且能够在充电容量不显著损失的情况下被再充电多次。

[0006] 因此，本发明提供一种包含活性材料的电极，该活性材料的分子式为：

[0007] AaMb(SO4)cXx

[0008] 其中，A是单一或混合碱金属相，其包括以下中的一种或多种：钠、钾、混合有钠的锂、混合有钾的锂、以及混合有钠和钾的锂；

[0009] M选自一种或多种过渡金属和/或非过渡金属和/或类金属；

[0010] X是包括选自卤素和OH的一个或多个原子的部分；以及进一步地其中

[0011] 1

[0012] 在以上分子式的一个实施例中，a、b、c和x中的一个或多个是整数，即自然数。其中a＝2的实施例是优选的。在可替换实施例中，a、b、c和x中的一个或多个是非整数，即分数。

[0013] 在另一优选实施例中，本发明涉及一种包含活性材料的电极，该活性材料的分子式为：

[0014] AaMb(SO4)cXx

[0015] 其中

[0016] A选自碱金属中的一种或多种；

[0017] M选自一种或多种过渡金属和/或非过渡金属和/或类金属；

[0018] X是包括选自卤素和OH的一个或多个原子的部分，以及进一步地其中

[0019] a＝2；b＝1或2；c＝2或3以及x＝0或1。

[0020] 特别地，本发明提供如上所述的电极，其中，活性材料包括选自以下的一种或多种过渡金属和/或非过渡金属和/或类金属(M)：钛、钒、铌、钽、铪、铬、钼、钨、锰、铁、锇、钴、镍、钯、铂、铜、银、金、锌、镉、铝、钪、钇、锆、锝、铼、钌、铑、铱、汞、镓、铟、锡、铅、铋以及硒、镁、钙、铍、锶、钡、硼、硅、锗、砷、锑和碲；

[0021] 部分X优选地包括选自氟、氯、溴、碘和氢氧化物的一个或多个原子。

[0022] 在本发明的优选电极中，M包括选自镍、钴、锰和铁的一个或多个元素。

[0023] 在本发明的优选电极中，a:b:c的摩尔比是1:1:1.5。合适的化合物的例子包括具有以下通用分子式的那些化合物：A2M2(SO4)3。

[0024] 在本发明的另一优选电极中，a:b:c的摩尔比是1:0.5:1。合适的化合物的例子包括具有以下通用分子式的那些化合物：A2M(SO4)2。

[0025] 本发明的其他优选材料包括：Na2M(SO4)2和Na2M2(SO4)3，诸如Na2Fe(SO4)2、Na2Fe2(SO4)3、Na2Mn(SO4)2和Na2Mn2(SO4)3。

[0026] 根据本发明的电极适用于许多不同应用，例如能量存储装置、可再充电电池、电化学装置和电致变色装置。有利地，根据本发明的电极与对电极和一种或多种电解质材料结合使用。电解质材料可以是任何传统或已知的材料，并且可以包括含水电解质、或非水电解质或它们的混合物。

[0027] 本发明的活性材料可以使用任何已知和/或便利的方法来制备。例如，通过利用水或其他溶剂进行的溶液反应。然而，理想地，原材料以粒子形式紧密混合。这可以使用各种方法来实现，例如通过分别使用研棒和研钵或球磨机精细地研磨材料，并且之后将它们混合在一起，或者材料可以在被精细研磨的同时被混合。研磨和混合持续足够时间以产生均匀混合并精细研磨的粉末。诸如丙酮的溶剂或例如低沸点液体的容易被移除的其他材料可以用于协助研磨/混合过程，并且其优选地在加热步骤之前被移除。其他已知的技术，诸如高能量球磨和微波激励也可以用于帮助制备原材料，以例如增大它们的反应性。

[0028] 一些反应，尤其是一些溶液反应，在室温下进行。然而，通常地，活性材料通过例如在炉中加热前体材料来制备。这在反应是固态反应过程时特别有用，固态反应过程即以下反应：所有的反应物是固态形式并且基本上没有诸如溶剂的任何反应介质。在如上所述使用溶剂或其他低沸点液体来协助反应物的混合的情况下，其基本上在加热步骤之前被移除。

[0029] 加热步骤通常涉及在单一温度下或者在一定温度范围内加热反应混合物，例如直到至少25℃，优选地直到至少50℃，进一步优选地直到至少150℃，以及进一步优选地直到600℃，但对于一些反应物，可能需要直到1200℃的单一或一定范围的反应温度。便利地，反应在大气压力下并且在例如氮气、氩气或另一惰性气体的非氧化气氛下进行，或者在真空下进行。根据目标材料和所使用的前体，反应也可以在密封反应容器中进行。有利地，反应温度维持0.5至12小时，但确切时间将取决于原材料的反应性。对于许多反应来说，8小时的停顿时间已被发现是足够的。

[0030] 富钠离子材料至富锂离子材料的转换可以利用离子交换过程来实现。

[0031] 实现Na至Li离子的交换的典型方式包括：

[0032] 1.将富钠离子材料与过量的锂离子材料例如LiNO3混合，加热至LiNO3的熔点(264℃)以上，冷却并且之后冲洗以移除过量的LiNO3；

[0033] 2.利用锂盐的水溶液处理富Na离子材料，锂盐的水溶液例如为1M LiCl的水溶液；以及

[0034] 3.利用锂盐的非水溶液处理富Na离子材料，锂盐的非水溶液例如为LiBr的一种或几种诸如己醇、丙醇等的脂肪醇溶液。

[0035] 在另一方面，本发明提供一种能量存储装置，其包括如上所述的电极，用作以下中的一个或多个：钠离子和/或锂离子和/或钾离子电池；钠金属和/或锂金属和/或钾金属离子电池；非水电解质钠离子和/或锂离子和/或钾离子电池；以及含水电解质钠离子和/或锂离子和/或钾离子电池。具体地，能量存储装置可以是电池。

附图说明

[0036] 现在将参考以下附图描述本发明，其中：

[0037] 图1A是根据示例1制备的Na2Fe(SO4)2(X0176)的XRD；

[0038] 图1B示出Na2Fe(SO4)2(X0176)(示例1)的恒定电流循环(电极电势与累积比容量)；

[0039] 图1C示出Na2Fe(SO4)2(X0176)(示例1)的恒定电流循环(放电比容量与循环数)；

[0040] 图2A是根据示例2制备的Na2Fe(SO4)2(X0126)的XRD；

[0041] 图2B示出Na2Fe(SO4)2(X0126)(示例2)的电极电势(对于锂)与阴极比势的、来自EVS测试的结果；

[0042] 图2C示出Na2Fe(SO4)2(X0126)(示例2)的微分电容与电极电势的第一循环数据；

[0043] 图3A是根据示例3制备的Na2Fe(SO4)2(X0182)的XRD；

[0044] 图3B示出Na2Fe(SO4)2(X0182)(示例3)的恒定电流循环(电极电势与累积比容量)；

[0045] 图3C示出Na2Fe(SO4)2(X0182)(示例3)的恒定电流循环(放电比容量与循环数)；

[0046] 图4A是根据示例4制备的Na2Fe(SO4)2(X0224)的XRD；

[0047] 图4B示出Na2Fe(SO4)2(X0224)(示例4)的恒定电流循环(电极电势与累积比容量)；

[0048] 图4C示出Na2Fe(SO4)2(X0224)(示例4)的恒定电流循环(放电比容量与循环数)；

[0049] 图5A是根据示例5制备的Na2Fe(SO4)2(X0960)的XRD；

[0050] 图5B示出Na2Fe(SO4)2(X0960)(示例5)的恒定电流循环(电极电势(对于钠参考)与累积比容量)；

[0051] 图5C示出Na2Fe(SO4)2(X0960)(示例5)的恒定电流循环(微分电容与电极电势(对于钠参考))；

[0052] 图6A是根据示例6制备的Na2Fe(SO4)2(X0968)的XRD；

[0053] 图6B示出Na2Fe(SO4)2(X0968)(示例6)的恒定电流循环(电极电势(对于钠参考)与累积比容量)；

[0054] 图6C示出Na2Fe(SO4)2(X0968)(示例6)的恒定电流循环(微分电容与电极电势(对于钠参考))；

[0055] 图7A是根据示例7制备的Na2Fe(SO4)2(X0985)的XRD；

[0056] 图7B示出Na2Fe(SO4)2(X0985)(示例7)的恒定电流循环(电极电势(对于钠参考)与累积比容量)；

[0057] 图7C示出Na2Fe(SO4)2(X0985)(示例7)的恒定电流循环(微分电容与电极电势(对于钠参考))。

具体实施方式

[0058] 本发明中使用的活性材料以实验室规模使用以下通用方法来制备：

[0059] 通用合成方法：

[0060] 将所需量的前体材料紧密地混合在一起。之后在管式炉或箱式炉中在至少50℃的炉温下，利用流动的惰性气氛(例如氩气或氮气)或环境气氛对所得到的混合物进行加热，直到反应产物形成。在冷却后，将反应产物从炉中移除并研磨成粉末。

[0061] 通过使用以上方法，本发明中使用的活性材料以如下表1中概述的示例1至7制备。

[0062] 表1

[0063]

[0064]

[0065] 使用XRD的产物分析

[0066] 所有的产物材料使用西门子D5000粉末衍射仪通过X射线衍射技术分析以确认期望目标材料已被制备并且确定产物材料的相纯度，并确定存在的杂质的类型。通过该信息，可以确定单位电池单元晶格参数。

[0067] 电化学结果

[0068] 目标材料在锂或钠金属阳极测试电化学电池单元中被测试以确定它们的比容量并且还确定它们是否具有进行充电和放电循环的电势。这些包含活性材料的测试电化学电池单元被如下构造：

[0069] 制造锂金属测试电化学电池单元的通用程序

[0070] 通过溶剂浇铸活性材料、导电碳、粘合剂和溶剂的浆料来制备正电极。所使用的导电碳是Super P(Timcal)。PVdF共聚体(例如，Kynar Flex 2801,Elf Atochem公司)用作粘合剂，以及丙酮用作溶剂。之后将浆料浇铸到玻璃上，并且独立的电极薄膜随着溶剂蒸发而形成。之后在约80℃下将电极进一步干燥。电极薄膜包含以下成分，其用质量百分比表示：80％活性材料、8％Super P碳、以及12％Kynar 2801粘合剂。可选地，铝集电器可以用于接触正电极。铜集电器上的金属锂可以用作负电极。电解质包括以下中的一者：(i)1M LiPF6的重量比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)溶液；(ii)1M LiPF6的重量
比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)溶液；或者(iii)1M LiPF6的碳酸丙烯酯
(PC)溶液。通过电解质浸渍的玻璃纤维分离器(Whatman,GF/A)或多孔聚丙烯分离器(例
如，Celgard 2400)插入在正电极和负电极之间。

[0071] 制造钠金属测试电化学电池单元的通用程序

[0072] 通过溶剂浇铸活性材料、导电碳、粘合剂和溶剂的浆料来制备正电极。所使用的导电碳是Super P(Timcal)。PVdF共聚体(例如，Kynar Flex 2801,Elf Atochem公司)用作粘合剂，以及丙酮用作溶剂。之后将浆料浇铸到玻璃上，并且独立的电极薄膜随着溶剂蒸发而形成。之后在约80℃下将电极进一步干燥。电极薄膜包含以下成分，其用质量百分比表示：80％活性材料、8％Super P碳、以及12％Kynar 2801粘合剂。可选地，铝集电器可以用于接触正电极。不锈钢或铜集电器上的金属钠可以用作负电极。电解质包括0.5M NaClO4的碳酸丙烯酯(PC)溶液。通过电解质浸渍的玻璃纤维分离器(Whatman,GF/A)或多孔聚丙
烯分离器插入在正电极和负电极之间。

[0073] 电池单元测试

[0074] 电池单元以如下两种方式之一被测试：

[0075] (i)恒定电流循环。电池单元在预设电压极限之间以给定电流密度循环。使用来自Maccor公司(塔尔萨，俄克拉荷马州，美国)的商用电池循环器。在充电时，从活性材料提取钠(锂)离子。在放电期间，将钠(锂)离子再插入至活性材料中。

[0076] (ii)电化学电压光谱法(EVS)。高分辨率电化学测量使用EVS技术来进行。EVS是电压阶跃法，其提供在调查下的电化学系统的开路电压曲线的高分辨率近似。微分电容数据已被证实允许插层系统中的有序-无序和结构有序现象的有效表征。EVS方法大致等
价于充电和放电的C/20比率。

[0077] 电化学结果：

[0078] 由示例1制造的活性材料的电化学结果

[0079] 参考图1B。电池单元#112032示出根据上述示例1制备的Na2Fe(SO4)2活性材料(X0176)的恒定电流循环数据。如此制造的电池单元的开路电压(OCV)对于Li来说是
2
3.37V。使用锂金属对电极在1.00和4.20V的电压极限之间以大约0.01mA/cm 的电流密
度来采集恒定电流数据。电压上限在随后循环增大0.1V。在室温下进行测试。其示出在电池单元的初始充电期间从活性材料提取钠离子。从活性材料提取与42mAh/g的材料比容量等价的电荷。

[0080] 从热力学分析，预期在初始充电过程中从Na2Fe(SO4)2活性材料提取的钠进入电解质，并且之后将转“镀”至锂金属阳极上(即，将更多的锂释放至电解质中)。因此，在电池单元的随后放电期间，假定锂和钠离子的混合物被再插入至活性材料中。再插入过程对应于40mAh/g，表明离子提取-插入过程的可逆性。充电-放电曲线的大致对称性进一步表明系统的出色的可逆性。

[0081] 电池单元的随后循环表明离子提取-插入反应的可逆性。随着电压上限增大，可以使越来越多的钠离子进入Na2Fe(SO4)2结构。在对于Li的电压范围3.0至4.6V内，实现了72mAh/g的可逆放电比容量，如图1c所示。此外，电压滞后的水平(即，充电和放电过程之间的电压差)极小，表明了提取-插入反应的出色的动力学过程。这是用于产生高比率
活性材料的重要特性。

[0082] 由示例2制造的活性材料的电化学结果

[0083] 对于以上在示例2中制造的Na2Fe(SO4)2(X0126)，图2B(电池单元#111066)示出用于该材料的第一循环EVS测试。充电(Na离子提取)过程等价于约42mAh/g的比电荷容
量。随后的放电过程(Na离子插入)也显示42mAh/g的比容量，其表明该材料的出色的库
仑(电荷)可逆性。充电和放电之间的电压滞后极小，表明充电-放电过程的出色的动力
学过程。图2C中示出的微分电容曲线的对称性确认了该材料的出色的充电-放电可逆性。

[0084] 由示例3制造的活性材料的电化学结果

[0085] 图3B(电池单元#201009)示出在1M LiPF6的EC/DMC溶液中、在对于Li的电压范围3.0-4.2V(窗口在4.5V处)内、由示例3制造的Na2Fe(SO4)2(X0182)的电极电势与累积
比容量。活性材料显示在对于Li的电压范围3.0-4.5V内大约46mAh/g的放电比容量(第
四次放电)并确认该材料的充电-放电可逆性。

[0086] 图3C示出在1M LiPF6的EC/DMC溶液中、在对于Li的电压范围3.0-4.2V(窗口在4.6V处)内、由示例3制造的Na2Fe(SO4)2(X0182)的恒定电流循环(放电比容量与循环
数)。此外，活性材料显示在对于Li的电压范围3.0-4.5V内大约46mAh/g的放电比容量
(第四次放电)。

[0087] 由示例4制造的活性材料的电化学结果

[0088] 图4B(电池单元#201022)示出在1M LiPF6的EC/DMC溶液中、在对于Li的电压范围3.0-4.2V(窗口在4.5V处)内、由示例4制造的Na2Fe(SO4)2(X0224)的恒定电流循环
(电极电势与累积比容量)。活性材料显示在对于Li的电压范围3.0-4.5V内大约45mAh/
g的放电比容量(第四次放电)并确认该材料的充电-放电可逆性。

[0089] 图4C示出在1M LiPF6的EC/DMC溶液中、在对于Li的电压范围3.0-4.2V(窗口在4.6V处)内、由示例4制造的Na2Fe(SO4)2(X0224)的恒定电流循环(放电比容量与循环
数)。此外，活性材料显示在对于Li的电压范围3.0-4.5V内大约45mAh/g的放电比容量
(第四次放电)。

[0090] 由示例5制造的活性材料的电化学结果

[0091] 图5B和5C示出在0.5M NaClO4的碳酸丙烯酯电解液中、在对于Na的电压范围2.00-4.20V内、活性材料Na2Fe(SO4)2(X0960)电池单元#212012的恒定电流测试。如此制造的电池单元的开路电压(OCV)对于Na是3.17V。使用钠金属对电极在对于Na的2.00和
2
4.20V的电压极限之间以大约0.02mA/cm 的电流密度来采集恒定电流数据。在30℃下进
行测试。

[0092] 图5B示出电极电势(V，对于Na参考)和累积比容量(mAh/g)之间的关系。图5C示出第二恒定电流循环的微分电容(C/V)和电极电势(V，对于Na参考)之间的关系。
在第一次充电过程中，实现了88mAh/g的活性材料比容量，而在第一次放电过程中，实现了
49mAh/g的活性材料比容量。

[0093] 充电-放电曲线的大致对称性表明系统的出色的可逆性。电压滞后的水平(即，充电和放电过程之间的电压差)极小，表明了提取-插入反应的出色的动力学过程。这是
用于产生高比率活性材料的重要特性。微分电容曲线的对称性进一步表明离子插入/提取反应的可逆性。

[0094] 由示例6制造的活性材料的电化学结果

[0095] 图6B和6C示出在0.5M NaClO4的碳酸丙烯酯电解液中、在对于Na的电压范围2.50-4.20V内、活性材料Na2Fe(SO4)2(X0968)电池单元#211083的恒定电流测试。如此制造的电池单元的开路电压(OCV)对于Na是3.14V。使用钠金属对电极在对于Na的2.50和
2
4.20V的电压极限之间以大约0.02mA/cm 的电流密度来采集恒定电流数据。在30℃下进
行测试。

[0096] 图6B示出电极电势(V，对于Na参考)和累积比容量(mAh/g)之间的关系。图6C示出第二恒定电流循环的微分电容(C/V)和电极电势(V，对于Na参考)之间的关系。
在第一次充电过程中，实现了88mAh/g的活性材料比容量，而在第一次放电过程中，实现了
60mAh/g的活性材料比容量。

[0097] 充电-放电曲线的大致对称性表明系统的出色的可逆性。电压滞后的水平(即，充电和放电过程之间的电压差)极小，表明了提取-插入反应的出色的动力学过程。这是
用于产生高比率活性材料的重要特性。微分电容曲线的对称性进一步表明离子插入/提取反应的可逆性。

[0098] 由示例7制造的活性材料的电化学结果

[0099] 图7B和7C示出在0.5M NaClO4的碳酸丙烯酯电解液中、在对于Na的电压范围2.50-4.20V内、活性材料Na2Fe(SO4)2(X0985)电池单元#212012的恒定电流测试。如此制造的电池单元的开路电压(OCV)对于Na是3.21V。使用钠金属对电极在对于Na的2.50和
2
4.20V的电压极限之间以大约0.02mA/cm 的电流密度来采集恒定电流数据。在30℃下进
行测试。

[0100] 图7B示出电极电势(V，对于Na参考)和累积比容量(mAh/g)之间的关系。图7C示出第二恒定电流循环的微分电容(C/V)和电极电势(V，对于Na参考)之间的关系。
在第一次充电过程中，实现了74mAh/g的活性材料比容量，而在第一次放电过程中，实现了
51mAh/g的活性材料比容量。

[0101] 充电-放电曲线的大致对称性表明系统的出色的可逆性。电压滞后的水平(即，充电和放电过程之间的电压差)极小，表明了提取-插入反应的出色的动力学过程。这是
用于产生高比率活性材料的重要特性。微分电容曲线的对称性进一步表明离子插入/提取反应的可逆性。

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硫酸盐方法-专利编号CN102164858B	2020-05-12	81
硫酸盐螯合剂-专利编号CN105143180B	2020-05-13	48
硫酸盐电极-专利编号CN104205438A	2020-05-12	331
硫酸盐法-专利编号CN101535509B	2020-05-11	357
硫酸盐电极-专利编号CN104205438B	2020-05-12	868
硫酸盐螯合剂-专利编号CN105143180A	2020-05-13	754
硫酸盐方法-专利编号CN102164858A	2020-05-13	363
硫酸盐法-专利编号CN101553585B	2020-05-11	820
硫酸盐法-专利编号CN101553585A	2020-05-11	115
硫酸盐法-专利编号CN101535509A	2020-05-11	65

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