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行業(yè)資訊
新材料讓鈉離子電池壽命媲美鋰電池 且容量更大
導(dǎo)讀:   鋰離子電池雖已用于人們生活的方方面面,但科學(xué)家一直認為,在大規(guī)模能量存儲方面,鈉離子電池比鋰離子電池更安全,成本更低,但因壽命短,短期內(nèi)無法應(yīng)用。日前,中美科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)出一種新型結(jié)構(gòu)的硫化銻基負極材料,使硫化銻基鈉離子電池由以前的不超過500個循環(huán)提升到900個循環(huán),壽命幾乎可媲美鋰電池,且比容量是鋰離子電池負極材料(石墨)容量的1.5倍。相關(guān)成果發(fā)表在納米領(lǐng)域頂尖雜志《ACS納米》上。

  鋰離子電池雖已用于人們生活的方方面面,但科學(xué)家一直認為,在大規(guī)模能量存儲方面,鈉離子電池比鋰離子電池更安全,成本更低,但因壽命短,短期內(nèi)無法應(yīng)用。日前,中美科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)出一種新型結(jié)構(gòu)的硫化銻基負極材料,使硫化銻基鈉離子電池由以前的不超過500個循環(huán)提升到900個循環(huán),壽命幾乎可媲美鋰電池,且比容量是鋰離子電池負極材料(石墨)容量的1.5倍。相關(guān)成果發(fā)表在納米領(lǐng)域頂尖雜志《ACS納米》上。
  論文第一作者,華南理工大學(xué)環(huán)境和能源學(xué)院副教授熊訓(xùn)輝接受科技日報記者采訪時表示,鈉離子電池工作原理與鋰離子電池類似,都是利用離子在正負極之間嵌脫過程實現(xiàn)充放電。但前者因鈉資源豐富而成本更低,且因其電壓平臺高,安全性更高。不過,由于現(xiàn)有鈉離子電極材料性能不理想,從上世紀(jì)80年代至今,尋找合適的電極材料一直是鈉離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。
  熊訓(xùn)輝和美國佐治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院教授劉美林等開發(fā)出一種簡單的方法,即商業(yè)硫化銻與氧化石墨烯于硫化鈉溶液后混合,再通過控制結(jié)晶和燒結(jié)制備改性石墨烯與納米硫化銻的復(fù)合材料。該材料和鈉片組裝成半電池時,在快速充放電(充放電40分鐘左右完成)900個循環(huán)后容量保持率仍高達83%。
  研究人員通過理論計算證明,改性后的石墨烯對硫化銻以及其放電產(chǎn)物具有更好的固定作用,能更有效穩(wěn)定材料的結(jié)構(gòu)以及防止活性物質(zhì)從石墨烯上脫落。與已有報道相比,該復(fù)合材料具有鈉離子電池銻基負極材料最好的循環(huán)性能,使鈉離子電池實現(xiàn)應(yīng)用邁近了一大步。

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