Processing may take a few seconds...

Dissertation

Title

Strategies for designing high performance sodium-ion capacitors

Authors

[ 1 ] Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ D ] phd student

Promoter

[ 1 ] Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] employee

Supporting promoter

[ 1 ] Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Wydział Technologii Chemicznej, Politechnika Poznańska | [ P ] employee

Reviewers

Title variant

PL Strategie projektowania kondensatorów sodowo-jonowych o wysokiej wydajności

Language

english

Keywords
EN
  • Na-ion capacitor
  • Sn4P3 anode
  • sacrificial material
  • presodiation
PL
  • kondensatory Na-ion
  • anoda Sn4P3
  • materiał zawierający źródło jonów sodu
  • presodowanie
Abstract

EN The commercially available hard carbons are not adapted for cycling NICs at high currents, due to sodium plating. Therefore, this dissertation proposes to adjust the preparation parameters of a battery-type alloy material of high capacity and to optimize the final sodium insertion potential for an application in NICs. Nonetheless, as the anodic host does not contain sodium, the realization of a NIC requires first to insert/intercalate sodium in the host material, and once it is done, to use the as-prepared anode for the construction of the NIC. Herein sacrificial materials were used to simplify the construction of NICs: namely, they are added in the positive EDL electrode and applied to presodiate the negative electrode, leading to the formation of the NIC, which can be then cycled. Finally, we propose to maximize the cycle life and specific output energy of NICs by i) mixing the alloy with a hydrothermal hard carbon constituted of spherical particles, which partly adsorb the volume changes during cycling and ii) adjusting the capacity ratio between the positive and negative electrode.

PL Komercyjnie dostępne „węgle twarde” nie są przystosowane do pracy w NIC przy wysokich obciążeniach prądowych, ze względu na osadzanie się metalicznego sodu powierzchni anody. Dlatego też w niniejszej rozprawie doktorskiej zaproponowano dostosowanie parametrów syntezy materiału anodowego o dużej pojemności i zoptymalizowanie potencjału insercji sodu, tak aby mógł on być z powodzeniem zastosowany w NIC. Niemniej jednak wykonanie NIC wymaga najpierw dodatkowego procesu insercji/interkalacji sodu w materiale anodowym, a następnie zastosowanie tak przygotowanej anody do budowy NIC; stąd materiały zawierające źródło jonów sodu zastosowano w celu uproszczenia konstrukcji NIC, a mianowicie są one dodawane do dodatniej elektrody EDL i stosowane w celu insercji sodu do elektrody ujemnej, co prowadzi do wytworzenia NIC, który może być następnie cyklowany. Maksymalizację energii i żywotności NIC uzyskano zatem poprzez i) zmieszanie stopu z hydrotermalnym węglem twardym w postaci kulistych cząstek, które częściowo adsorbują zmiany objętości podczas cyklowania ogniwa oraz ii) dostosowanie wskaźnika pojemności między elektrodą dodatnią i ujemną.

Number of pages

169

OECD domain

chemical sciences

KBN discipline

chemical technology

Full text of dissertation

Download file

Access level to full text

public

First review

Thierry Brousse

Place

Nantes, France

Date

01.09.2021

Language

english

Review text

Download file

Access level to review text

public

Second review

Andrzej Nowak

Place

Gdańsk, Poland

Date

14.09.2021

Language

english

Review text

Download file

Access level to review text

public

Third review

Adam Slabon

Place

Stockholm, Sweden

Date

24.08.2021

Language

english

Review text

Download file

Access level to review text

public

Dissertation status

dissertation before defense

Place of defense

Poznań, Polska

Date of defense

09.11.2021