Small:一种基于钠快离子导体的高温钠离子电池

目前,锂离子电池已经被广泛应用于便携式电子产品、电动汽车及大型储能设备中,但锂资源在地壳中的储量有限,且分布不均,难以满足未来大规模储能器件的需求。相比而言,钠资源丰富,分布广泛,且与锂具有相似的物理化学特性,更适合用于大规模储能。因此,钠离子电池是一种非常有发展潜力的新型二次电池。然而在高温条件下(60 ℃),循环寿命长倍率性能佳的钠离子电池的开发仍然面临着巨大的挑战。

为此,广东工业大学芮先宏教授和中国科学技术大学余彦教授合作研发出了一种高温(60 ℃)钠离子电池。利用微波溶剂热方法制备出了一种由碳包覆Na3V2(PO4)3纳米薄片组装而成的三维花状结构正极材料(NVP@C-NS-FL)。一方面,Na3V2(PO4)3三维快离子导体结构具有良好的热稳定性和优异的结构稳定性;另一方面,NVP@C-NS-FL一体化的微纳结构,不仅可以促进电子/离子的快速传导/扩散,而且还有利于高效的热传导,使其表现出优异的高温电化学性能(60 ℃、100 C下,循环1000圈后仍有65 mAh/g的比容量)。当其与同样为钠快离子导体结构的磷酸钛钠负极材料匹配组装成全电池时,在60 ℃下功率密度可达1.4 kW/kg且可循环2000圈。相关成果发表在Small(DOI: 10.1002/smll.201906669)上。