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SODIUM ION CONDUCTOR WITH HIGH ROOM-TEMPERATURE IONIC CONDUCTIVITY AND PREPARATION METHOD THEREFOR
Disclosed in the present invention are a sodium ion conductor with high room-temperature ionic conductivity and a preparation method therefor. The present method employs solid state sintering technology and can prepare crystalline and amorphous transition metal silicate by means of adjusting the ratio of the sodium source added. The chemical formula of the prepared transition metal silicate is Na2-2xMSiO4-x, M being the transition metals Fe, Cr, Mn, Co, V, or Ni; when 0＜x ≤ 0.5, the prepared transition metal silicate is crystalline, and the degree of crystallisation decreases as x increases; and when 0.5＜x＜1, the prepared transition metal silicate is amorphous. The transition metal silicate material prepared by the present invention can be used as a solid state electrolyte for sodium ion batteries and, whether crystalline or amorphous, has the advantages of high room-temperature ionic conductivity, stability to air, and stability to metallic sodium; in addition, the transition metal silicate stores an abundant Na-Si-O element system, suitable for the large-scale development and application of low-cost, high-performance, and safe sodium ion batteries.
La présente invention concerne un conducteur d'ions sodium à température ambiante élevée et son procédé de préparation. Le présent procédé utilise une technologie de frittage à l'état solide et peut préparer un silicate de métal de transition cristallin et amorphe par ajustement du rapport de la source de sodium ajoutée. La formule chimique du silicate de métal de transition préparé est Na2-2xMSiO4-x, M étant les métaux de transition Fe, Cr, Mn, Co, V ou Ni ; lorsque 0 ＜ x ≤ 0,5, le silicate de métal de transition préparé est cristallin, et le degré de cristallisation diminue à mesure que x augmente ; et lorsque 0,5 ＜ x ＜ 1, le silicate de métal de transition préparé est amorphe. Le matériau de silicate de métal de transition préparé par la présente invention peut être utilisé comme électrolyte à l'état solide pour des batteries au sodium-ion et, s'il est cristallin ou amorphe, présente les avantages d'une conductivité ionique à température ambiante élevée, d'une stabilité à l'air et d'une stabilité au sodium métallique ; en outre, le silicate de métal de transition stocke un système d'éléments Na-Si-O abondant, approprié pour le développement à grande échelle et l'application de batteries lithium-ion à faible coût, à haute performance et sûres.
本发明公开了一种高室温离子电导率钠离子导体及其制备方法。该方法采用了固相烧结技术，通过调整钠源添加比例可制备晶态与非晶态过渡金属硅酸盐。制得的过渡金属硅酸盐的化学式为Na 2-2xMSiO 4-x，其中M为过渡金属Fe、Cr、Mn、Co、V或Ni，当0＜x≤0.5时，制得的过渡金属硅酸盐为结晶态，结晶度随着x增大而降低；当0.5＜x＜1时，过渡金属硅酸盐呈现为非晶态。本发明制得的过渡金属硅酸盐材料应用于钠离子电池作为固态电解质，无论其为晶态或是非晶态，均具有高室温离子电导率、对空气稳定、对金属钠稳定的优点；同时，过渡金属硅酸盐中储量丰富的Na-Si-O元素体系，适合用于低成本高性能且安全的钠离子电池大规模开发与应用。
SODIUM ION CONDUCTOR WITH HIGH ROOM-TEMPERATURE IONIC CONDUCTIVITY AND PREPARATION METHOD THEREFOR
Disclosed in the present invention are a sodium ion conductor with high room-temperature ionic conductivity and a preparation method therefor. The present method employs solid state sintering technology and can prepare crystalline and amorphous transition metal silicate by means of adjusting the ratio of the sodium source added. The chemical formula of the prepared transition metal silicate is Na2-2xMSiO4-x, M being the transition metals Fe, Cr, Mn, Co, V, or Ni; when 0＜x ≤ 0.5, the prepared transition metal silicate is crystalline, and the degree of crystallisation decreases as x increases; and when 0.5＜x＜1, the prepared transition metal silicate is amorphous. The transition metal silicate material prepared by the present invention can be used as a solid state electrolyte for sodium ion batteries and, whether crystalline or amorphous, has the advantages of high room-temperature ionic conductivity, stability to air, and stability to metallic sodium; in addition, the transition metal silicate stores an abundant Na-Si-O element system, suitable for the large-scale development and application of low-cost, high-performance, and safe sodium ion batteries.
La présente invention concerne un conducteur d'ions sodium à température ambiante élevée et son procédé de préparation. Le présent procédé utilise une technologie de frittage à l'état solide et peut préparer un silicate de métal de transition cristallin et amorphe par ajustement du rapport de la source de sodium ajoutée. La formule chimique du silicate de métal de transition préparé est Na2-2xMSiO4-x, M étant les métaux de transition Fe, Cr, Mn, Co, V ou Ni ; lorsque 0 ＜ x ≤ 0,5, le silicate de métal de transition préparé est cristallin, et le degré de cristallisation diminue à mesure que x augmente ; et lorsque 0,5 ＜ x ＜ 1, le silicate de métal de transition préparé est amorphe. Le matériau de silicate de métal de transition préparé par la présente invention peut être utilisé comme électrolyte à l'état solide pour des batteries au sodium-ion et, s'il est cristallin ou amorphe, présente les avantages d'une conductivité ionique à température ambiante élevée, d'une stabilité à l'air et d'une stabilité au sodium métallique ; en outre, le silicate de métal de transition stocke un système d'éléments Na-Si-O abondant, approprié pour le développement à grande échelle et l'application de batteries lithium-ion à faible coût, à haute performance et sûres.
本发明公开了一种高室温离子电导率钠离子导体及其制备方法。该方法采用了固相烧结技术，通过调整钠源添加比例可制备晶态与非晶态过渡金属硅酸盐。制得的过渡金属硅酸盐的化学式为Na 2-2xMSiO 4-x，其中M为过渡金属Fe、Cr、Mn、Co、V或Ni，当0＜x≤0.5时，制得的过渡金属硅酸盐为结晶态，结晶度随着x增大而降低；当0.5＜x＜1时，过渡金属硅酸盐呈现为非晶态。本发明制得的过渡金属硅酸盐材料应用于钠离子电池作为固态电解质，无论其为晶态或是非晶态，均具有高室温离子电导率、对空气稳定、对金属钠稳定的优点；同时，过渡金属硅酸盐中储量丰富的Na-Si-O元素体系，适合用于低成本高性能且安全的钠离子电池大规模开发与应用。
SODIUM ION CONDUCTOR WITH HIGH ROOM-TEMPERATURE IONIC CONDUCTIVITY AND PREPARATION METHOD THEREFOR
CONDUCTEUR D'IONS SODIUM À CONDUCTIVITÉ IONIQUE À TEMPÉRATURE AMBIANTE ÉLEVÉE ET SON PROCÉDÉ DE PRÉPARATION
一种高室温离子电导率钠离子导体及其制备方法
JIANG YINZHU (author) / GUAN WENHAO (author)
2021-03-18
Patent
Electronic Resource
Chinese
Ionic Conductivity of a Carbonate-Ion Conductor
| British Library Online Contents | 2015
| European Patent Office | 2025
ROOM-TEMPERATURE FAST-CURING GEOPOLYMER AND PREPARATION METHOD THEREFOR
| European Patent Office | 2023
| Wiley | 2022
British Library Online Contents | 2008