中國(guó)粉體網(wǎng)訊  隨著世界能源轉(zhuǎn)型的到來(lái),，儲(chǔ)能電池的需求量進(jìn)一步提高,，作為稀堿金屬元素的鋰面臨著資源短缺、價(jià)格昂貴和開采困難等一系列潛在危機(jī),。與鋰離子相比,，鈉離子在地殼與海洋中的儲(chǔ)量極為豐富，在自然界中的豐度約為鋰的3000倍,，獲得手段簡(jiǎn)單,，價(jià)格低廉，鈉離子電池有望成為未來(lái)鋰離子電池大規(guī)模儲(chǔ)能市場(chǎng)的重要補(bǔ)充,。

然而,，由于Na⁺（0.102nm；22.99g/mol）的尺寸和質(zhì)量要比Li⁺（0.076nm,；6.94g/mol）大,，導(dǎo)致在開發(fā)鈉離子電池電極材料方面面臨著巨大挑戰(zhàn)，尤其是決定電池能量密度的正極材料,。得益于鋰離子電池中過(guò)渡金屬鋰氧化物的研發(fā)與應(yīng)用,，過(guò)渡金屬鈉氧化物（Na_xMeO₂，Me=Co,、Ni,、Fe、Mn和V等）作為鈉離子電池正極材料得到廣泛研究與發(fā)展,。已有研究表明錳基（Na_xMn_1-yM_yO₂,，M：摻雜元素）材料具有資源豐富、合成工藝簡(jiǎn)單,、理論比容量高,、化學(xué)組成和相結(jié)構(gòu)可調(diào)控性強(qiáng)以及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),，受到眾多研究者的廣泛關(guān)注,。

Mn/Fe/Ni/Cr/V基正極材料的電化學(xué)穩(wěn)定性比較

Na_xMn_1-yM_yO₂材料一般可分為層狀結(jié)構(gòu)和隧道結(jié)構(gòu)，層狀Na_xMn_1-yM_yO₂（0＜x≤1）材料由于其鈉含量高能夠提供較高的比容量而得到廣泛研究,。但其在儲(chǔ)存和充放電過(guò)程中容易發(fā)生不可逆的相結(jié)構(gòu)變化,，導(dǎo)致材料穩(wěn)定性和循環(huán)性能不佳,；再者，正極/電解液界面反應(yīng)的存在會(huì)直接作用于正極材料,，該過(guò)程導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)改變,、產(chǎn)生的新物質(zhì)會(huì)對(duì)電池充放電過(guò)程產(chǎn)生不利影響；此外,，材料中存在的Na⁺/空位有序排列會(huì)導(dǎo)致材料在充放電過(guò)程產(chǎn)生復(fù)雜的氧化還原峰,，阻礙鈉離子的傳輸速率進(jìn)而影響倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。

針對(duì)上述問(wèn)題,，科研工作者進(jìn)行了一系列的改性工作,。其中，材料的微觀結(jié)構(gòu)是影響其結(jié)構(gòu)性能與電化學(xué)性能的關(guān)鍵因素之一,。針對(duì)性的構(gòu)建比表面積較大,、活性位點(diǎn)較多、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好的正極材料是調(diào)控其微觀結(jié)構(gòu)的目的,。常見的結(jié)構(gòu)為納米級(jí)超結(jié)構(gòu),，常結(jié)合不同的納米級(jí)超結(jié)構(gòu)如蜂窩狀、棒狀等進(jìn)行設(shè)計(jì),。

2023年8月,，中國(guó)粉體網(wǎng)將在山城重慶舉辦“2023先進(jìn)正極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨第一屆鈉離子電池材料技術(shù)研討會(huì)”。我們有幸邀請(qǐng)到創(chuàng)普斯（深圳）新能源科技有限公司鈉電研究院的蘇恒副院長(zhǎng)為我們帶來(lái)題為《高性能鈉離子電池正極材料的設(shè)計(jì)與開發(fā)》的報(bào)告,。

報(bào)告摘要：鈉離子電池錳基正極材料的循環(huán)性能和高容量往往難以兼?zhèn)�,，其中的關(guān)鍵問(wèn)題在于高容量正極材料循環(huán)穩(wěn)定性能的提升。由于之前的研究發(fā)現(xiàn),，鈉離子電池正極材料的性能和其局域結(jié)構(gòu)具有密切的關(guān)系,。因此在本工作中，蘇院長(zhǎng)通過(guò)鈉離子電池正極材料的局域結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和調(diào)控,，實(shí)現(xiàn)了鈉離子電池層狀正極材料循環(huán)穩(wěn)定性能的大幅提升,，保證了材料的高能量密度和長(zhǎng)循環(huán)性能。同時(shí),，通過(guò)降本工藝,，提出了鈉離子電池商業(yè)化的有效途徑。

蘇恒,，北京工業(yè)大學(xué)博士,，美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室訪問(wèn)學(xué)者，創(chuàng)普斯集團(tuán)鈉電研究院副院長(zhǎng),。已在二次電池關(guān)鍵材料的結(jié)構(gòu),、性能與機(jī)制方面研究8年。美國(guó)能源部鈉電研究項(xiàng)目骨干成員,，在國(guó)際頂級(jí)期刊已發(fā)表論文14篇,，其中以第一作者、共同第一作者發(fā)表論文7篇,，總影響因子>280,；申請(qǐng)專利8項(xiàng)，已授權(quán)3項(xiàng),。

創(chuàng)普斯（深圳）新能源科技有限公司是一家致力于新能源儲(chǔ)能器件及其材料基礎(chǔ)研究直至產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)企業(yè)。公司新能源材料業(yè)務(wù)聚焦于耐低溫,、高倍率磷酸鐵鋰正極材料和高容量,、長(zhǎng)壽命硅碳負(fù)極材料以及儲(chǔ)能產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用板塊業(yè)務(wù)，同時(shí)在鈉離子正極材料領(lǐng)域擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

參考資料：

1,、莊新蝶等，《Ti摻雜隧道型鈉離子電池正極材料的制備及電化學(xué)性能》

2、師文君等,，《鈉離子電池層狀過(guò)渡金屬氧化物正極材料研究進(jìn)展》

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安）

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