低成本钠离子电池有望代替锂离子电池

一、钠离子电池是什么

锂离子电池运用越来越贴近百姓生活，但地球上锂资源非常有限，且挖掘成本高。开发一种代替电池成为各国科学家努力的重要方向。南京理工大学夏晖教授与中外团队协作，开创结构设计和调控办法，在锰基正极材料研讨方面获得重要进展，使低成本钠离子电池有望代替锂离子电池，相关成果宣布在最新一期《自然·通讯》上。

钠离子电池

钠资源丰富，挖掘费用仅为锂的百分之一，因此钠离子电池的研发成为科研人员争相“开垦”的范畴。而层状结构的锰酸钠正极材料具有理论容量高、价格低廉及来历广泛等利益，使之成为钠离子电池正极材料的热门研讨目标。

但由于锰酸钠正极材料的层间隔狭窄，充放电过程中，半径较大的钠离子在层间迁移时，会“挤坏”正极材料的结构，成为限制钠离子电池研发的要害难点。除层间隔外，影响钠离子电池功能的另一重要因素为层状结构中的钠离子含量。不少科研人员测验通过各种办法制备出了不同层状结构的锰酸钠，但功能指标难以满足实际运用需求。

二、钠离子电池为何有望代替锂电池

夏晖教授团队开创结构设计和调控办法，与中科院物理所谷林研讨员及美国加州大学圣地亚哥分校孟颖教授协作，在水钠锰矿层状结构的基础上，成功制备出兼具大层间隔与高钠离子含量的层状纳米正极材料。

这种正极材料制成的电极比容量达到211.9毫安时每克，而现在市面上流通的锂电池正极材料比容量约为140毫安时每克。充放电过程中，这种正极材料结构安稳无相变，体积改变仅为2%，循环充放电1000次后，比容量坚持率高达94.6%，而电池职业一般的比容量坚持率规范约为80%。