高倍率長(cháng)壽命3分鐘滿(mǎn)充，成功研發(fā)高性能鈉離電池 碳負極材料?

日前，武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院諶偉民團隊通過(guò)協(xié)調表面誘導反應和嵌入式反應等，獲得了高性能的鈉離子電池碳負極材料。
諶偉民介紹，他們在實(shí)驗室中先通過(guò)高溫碳化有機鉀鹽制備出硬碳，再用硝酸活化，在碳表面創(chuàng )造出豐富的儲鈉活性位點(diǎn)，同時(shí)擴展碳的層間距離，得到一種富含氧官能團的多孔碳材料(ORC);再通過(guò)分析碳材料的儲鈉性能和鈉離子在固相電極材料中擴散反應機理，發(fā)現了表面誘導儲鈉和嵌入式儲鈉的協(xié)同作用機制，通過(guò)協(xié)調表面反應和嵌入式反應，實(shí)現了鈉離子電池負極材料高的倍率性能和長(cháng)的循環(huán)壽命。通過(guò)上述方法獲得的含氧官能團活化碳電極材料可以在3分鐘內實(shí)現滿(mǎn)充，循環(huán)壽命長(cháng)達1000余次。
該研究工作也得到了華中科技大學(xué)動(dòng)力與儲能電池實(shí)驗室黃云輝教授團隊的大力支持。合作雙方目前對硬碳負極的研究主要集中于以自然資源豐富的生物質(zhì)為原料，通過(guò)簡(jiǎn)易而“綠色”的方法，構筑出異質(zhì)元素摻雜的多孔生物質(zhì)碳材料，并將其應用于鈉離子電池的研究中，以進(jìn)一步降低碳材料的制備成本和提高硬碳負極的儲鈉性能，同時(shí)對加快生物質(zhì)材料的推廣和應用也具有重要意義。
發(fā)展廉價(jià)高效的新型儲能電池是大規模儲能領(lǐng)域的重要研究方向。由于鈉元素豐富的資源和低廉的價(jià)格，鈉與鋰相近的電化學(xué)性質(zhì)，鈉離子電池與鋰離子電池相似的工作原理，所以鈉離子電池被認為在大規模儲能領(lǐng)域中具有廣闊的應用前景。