長(zhǎng)安儲(chǔ)能研究院鈉離子電池研究獲新突破

　　長(zhǎng)安儲(chǔ)能研究院是由長(zhǎng)安綠電科技有限公司全額撥款、并與西安交大國(guó)家儲(chǔ)能研究平臺(tái)的多位教授科學(xué)家共建的新能源儲(chǔ)能科研平臺(tái)，聚焦儲(chǔ)能領(lǐng)域的前沿技術(shù)研究和市場(chǎng)洞察，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用從理論走向?qū)嵵痢?/p>

　　隨著全球新能源需求穩(wěn)步增長(zhǎng)，新興儲(chǔ)能賽道備受關(guān)注。鉛酸蓄電池、三元鋰離子電池等傳統(tǒng)儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，然而這類傳統(tǒng)技術(shù)已無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。為進(jìn)一步促進(jìn)綠色清潔可再生能源的從國(guó)家范圍到個(gè)人的普及，儲(chǔ)能技術(shù)的再度革新成為了一個(gè)勢(shì)在必行的時(shí)代趨勢(shì)。

　　長(zhǎng)安儲(chǔ)能研究院認(rèn)為，鈉離子電池作為一種新興儲(chǔ)能技術(shù)解決方案，或可突破成為下一代的儲(chǔ)能電池新主力。

　　想要進(jìn)一步加強(qiáng)鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更高效更安全的能源前景，就需要先解決其儲(chǔ)存效率問題。長(zhǎng)安儲(chǔ)能研究院的科學(xué)家指出，鈉離子的大半徑導(dǎo)致了緩慢的氧化還原動(dòng)力學(xué)和較低的鈉離子存儲(chǔ)效率。因此，開發(fā)具有良好的鈉離子傳輸能力的合適的電極材料正成為解決SIB應(yīng)用挑戰(zhàn)的中心任務(wù)。

　　在鈉離子電池各種負(fù)極材料中，具有較高理論容量和獨(dú)特結(jié)構(gòu)的金屬硒化物引起了廣泛的關(guān)注。盡管金屬硒化物中的VSe2-x展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)，其具有足夠的鈉離子嵌入和用于快速電子傳輸?shù)母邔?dǎo)電性，并且VSe2-x獨(dú)特的多電子轉(zhuǎn)移使其具有較高的理論容量和高的能量密度。

　　面對(duì)鈉離子電池所存在的技術(shù)挑戰(zhàn)，近期武漢大學(xué)高等研究院史建平研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種具有豐富的Se空位和較大層間距的VSe2-x/氮摻雜碳納米花(VSe2-x/NC)，且該項(xiàng)研究以“Defect and interlayer spacing engineering of vanadium selenide for boosting sodium-ion storage”為題在Journal of Materials Chemistry A上發(fā)表。

　　長(zhǎng)安儲(chǔ)能研究院的科學(xué)家將VSe2-x/NC作為SIBs負(fù)極材料的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了三點(diǎn)精準(zhǔn)概括。首先， Se空位的引入增加了VSe2-x的活性中心和電導(dǎo)率;其次，Se空位的形成和氨離子的插層擴(kuò)大了VSe2-x的層間距，加速了離子傳輸，緩沖了電極體積的膨脹;第三，VSe2-x/NC獨(dú)特的層次化納米花形態(tài)提高了力學(xué)性能，提供了高度各向同性的鈉離子傳輸途徑。結(jié)合以上三點(diǎn)，可得出由VSe2-x/NC組成的SIB具有優(yōu)異的比容量、良好的倍率性能和顯著的循環(huán)穩(wěn)定性。

　　在此項(xiàng)研究中，采用高通量的三聚氰胺輔助濕化學(xué)法間歇合成了具有豐富的Se空位和較大層間距的層狀納米花狀VSe2-x/NC。毫無(wú)疑問，研究提供了一種巧妙的協(xié)同策略，通過(guò)設(shè)計(jì)缺陷和調(diào)整層間距來(lái)提高TMDCs的鈉離子存儲(chǔ)性能：Se空位增加了活性中心，降低了V-Se鍵能，促進(jìn)了轉(zhuǎn)化動(dòng)力學(xué)。同時(shí)，VSe2-x中擴(kuò)大的層間距加快了鈉離子的輸運(yùn)效率。最終，由VSe2-x/NC負(fù)極組成的SIB具有超高的比容量、高的倍率性能和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。

　　此外，該研究還發(fā)現(xiàn)了超長(zhǎng)壽命的鈉離子全電池，其循環(huán)次數(shù)可超過(guò)2400次。這些極具突破性的研究結(jié)果代表了通過(guò)TMDCs的缺陷/結(jié)構(gòu)工程來(lái)提高鈉離子存儲(chǔ)性能的重大進(jìn)展，并使更安全的能源前景更接近現(xiàn)實(shí)。

　　在新能源技術(shù)探索的道路上，長(zhǎng)安儲(chǔ)能研究院始終不忘初心、牢記使命，以產(chǎn)學(xué)研用為目的，不斷探索鈉離子電池技術(shù)的革新，為提升鈉離子電池效能助力。作為與西安交大國(guó)家儲(chǔ)能研究平臺(tái)的多位教授科學(xué)家共建的新能源儲(chǔ)能科研平臺(tái)，必將持續(xù)肩負(fù)探索更高效、更穩(wěn)定和更安全的儲(chǔ)能技術(shù)的社會(huì)責(zé)任，推動(dòng)科技前沿發(fā)展，助力普惠綠色清潔能源至地球每一個(gè)體。

　　來(lái)源：咸寧網(wǎng)