吉林
6月2日，记者从合肥综合性国家科学中心能源研究院获悉，其氢氨中心“中碳创新平台”范壮军团队在钠离子电池正极材料研究方面取得新进展。团队开发出一种更耐用、充电更快、结构更稳定的钠离子电池正极材料，为提升钠离子电池性能提供了新的解决思路。相关成果以能源研究院为第一单位，发表在能源领域权威期刊《Energy Storage Materials》上。
电池要想用得久、充得快，关键材料很重要。近年来，随着新能源和储能产业快速发展，钠离子电池受到越来越多关注。和常见的锂离子电池相比，钠离子电池所需的钠资源更丰富、成本也更低，在大规模储能领域具有应用潜力。
不过，钠离子电池想要真正走向更广泛应用，还需要解决材料稳定性问题。简单来说，电池充放电时，钠离子会在电池材料内部来回移动。但钠离子个头比锂离子更大，在反复“进出”的过程中，更容易把材料结构挤变形。尤其是在高电压环境下，正极材料容易出现结构不稳定、容量下降等问题，电池用久了就容易“掉电快”。
针对这一问题，研究团队从材料结构设计入手，尝试让正极材料的内部结构变得更规整结实。团队先通过特殊的分子设计方法，让材料里的金属离子排列得更加有序，减少内部缺陷，相当于给电池材料打好一个更稳的“底子”。
在此基础上，团队又引入钙、锂、铜三种元素，让它们分别发挥不同作用。钙像“支撑柱”，帮助材料在高电压下不容易塌；锂像“润滑剂”，让内部离子运动更顺畅；铜像“加固剂”，进一步增强材料结构稳定性。三者配合起来，让正极材料在反复充放电时不容易变形。
实验结果显示，这种正极材料在4.3 V高电压下依然保持稳定，在大电流快充条件下循环1000次后，容量保持率仍达到85.2%。这项研究为钠离子电池正极材料设计提供了新方法，也为未来开发成本更低、寿命更长、适合大规模储能的钠离子电池提供了重要参考。
据合肥在线
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