研究人员提出5种策略 突破钠离子电池中碳基材料的局限性

环境危机推动科技突破：钠离子电池的未来解决方案

在应对全球环境挑战的紧迫性中，科学家们正在积极寻找绿色能源的可持续解决方案。尽管锂离子电池因快速普及而崭露头角，但其资源稀缺性和成本上升问题引发了对可持续性的质疑。为解决这一挑战，研究人员的目光转向了钠离子电池（SIBs），它们在电化学特性上与锂离子电池相似，且具有更丰富的钠资源和较低的生产成本。

然而，当前SIBs的主要挑战在于其负极材料——石墨。钠离子在石墨中不稳定，导致电池性能下降。为了克服这一局限，韩国海事和海洋大学的科研团队提出了五种创新策略，旨在革新碳基负极材料的性能。首席科学家Jun Kang博士强调，寻找高效、稳定且成本效益高的替代材料是关键，以提升SIBs的性能至锂离子电池的水平。

策略解析：

• 采用多孔结构，加速钠离子从电解质向活性界面的迁移，提高反应效率。
• 保持较大的比表面积，确保钠离子在活性材料中易于访问，促进其高效嵌入。
• 利用表面缺陷和孔隙结构，提供短扩散路径，优化钠离子的存储和释放。
• 通过异质元素掺杂增加活性位点，增强电池的性能和稳定性。
• 磷硫元素的成功应用，展示了这些策略的实际效果，为高性能应用铺平道路，如电动船、电动车、无人机和高性能CPU。

这些突破性策略不仅显著提升了电池的电化学性能，而且在容量保持、可逆容量和循环稳定性方面超越了锂离子电池，为可持续电池的研发带来了前所未有的机遇。随着钠离子技术的潜力逐渐显现，人类朝着能源高效、成本低廉和性能卓越的未来迈出了坚实的一步。