钠离子全电池: 电极材料走向产业化的桥梁

Smll-mailiqiang步入21世纪以来,锂离子电池因其同时具有高的能量密度与功率密度等优点已被广泛应用于移动电子领域。同时,限于锂资源相对匮乏的储量与相对较高的价格,其在大规模储能领域的发展受到了极大的阻碍。而相比于锂资源储量的“捉襟见肘”,地球上的钠资源储量可谓是“财大气粗”。因此,钠离子电池在大规模储能领域里具有更加广阔的前景。目前,以钠金属作为负极材料组装钠离子半电池的方法已被广泛应用于电极材料的电化学性能测试,但出于安全因素的考虑,此种电池较难实现商业化。相比较而言,钠离子全电池的结构会更加适用于商业化电池,故此,可将钠离子全电池作为钠离子半电池与商业化钠离子电池之间的一个过渡。但目前钠离子全电池的发展仍面临诸多问题,如能量密度与功率密度相对较低。因此,如何进一步提升钠离子全电池的电化学性能并降低其生产成本,成了钠离子电池能否走向商业化的关键所在,具有十分重大的意义。

近日,在广泛研究近年来与钠离子全电池相关的成果以后,来自武汉理工大学的麦立强教授课题组在Small上发表了一篇综述文章。该论文不仅对钠离子全电池的设计原则、组装工艺及优化策略进行了深入地讨论,同时分别从正极材料、负极材料以及水系钠离子全电池三个方面系统概述了近年来钠离子全电池的研究进展与面临的挑战。最后在讨论钠离子全电池的研究意义之时,作者形象的将其比喻为钠离子半电池与商业化钠离子电池之间的“桥梁”,认为钠离子全电池的研究将会大大促进钠离子电池走向商业化的进程。研究者们相信,这为今后电极材料的设计构筑提供了新思路、新方法,也为进一步研发高性能的钠离子全电池提供了很好的指导作用与参考价值。相关论文在线发表于Small (DOI: 10.1002/smll.201604181 )上,本文的第一作者为武汉理工大学的博士研究生任文皓。