我國(guó)鈉離子電池工程化技術(shù)研究取得重要進(jìn)展

鈉離子電池是繼鋰離子電池以后又一新型的儲(chǔ)能電池。與鋰離子電池相比，鈉離子電池采用地球上豐富的鈉資源(海水提取的食鹽)，并且采用水溶性電解液，具有原料來(lái)源豐富、制造過(guò)程無(wú)須超凈環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，有望生產(chǎn)出低成本的新一代儲(chǔ)能電池。

由于鈉離子半徑較大，導(dǎo)致鈉離子電池普遍存在容量低、循環(huán)性能差等缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在鈉離子電極材料方面開(kāi)展了許多基礎(chǔ)研究，取得良好的進(jìn)展。上海交通大學(xué)馬紫峰研究小組在國(guó)家自然科學(xué)基金委(21336003和21073120)和國(guó)家973計(jì)劃(2014CB239700)的支持下，從工業(yè)化應(yīng)用角度出發(fā)，采用氧化石墨烯對(duì)Na2/3[Ni1/3Mn2/3]O2電極進(jìn)行修飾改性，制備了無(wú)粘結(jié)劑的高電導(dǎo)特性的柔性電極，在0.1C至10C充放循環(huán)條件下，獲得良好的容量和循環(huán)性能(J. Mater. Chem. A, 2(2014) 6723-6727)。最近，該研究小組采用廉價(jià)的普魯士藍(lán)類(lèi)材料(NaMFe(CN)6)，通過(guò)優(yōu)化晶體內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑了高容量、長(zhǎng)循環(huán)壽命的鈉離子電池正極材料，其比容量高達(dá)118.2 mAh/g (10 mA/g)，與Na2MnFe(CN)6材料相近;在100 mA/g的電流密度下充放電循環(huán)800圈后，其容量保持率仍有83.8%，遠(yuǎn)高于Na2MnFe(CN)6材料。而且，在國(guó)際上首次將該材料與硬碳負(fù)極材料制備了儲(chǔ)能型鈉離子電池的原型電池，其能量密度達(dá)到了81.72 Wh/kg，是鉛酸電池的2倍，為儲(chǔ)能型鈉離子電池工業(yè)化奠定良好的技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在2014年9月出版的《Chemical Communications》上，http://xlink.rsc.org/?doi=C4CC05830E。