中國粉體網(wǎng)訊    美國研究人員證實一種由石墨烯和磷組成的多層材料能使鈉離子電池更加穩(wěn)定、導電率更高，正極可容納更多鈉離子。研究人員認為該材料具有工業(yè)化生產(chǎn)前景，可使鈉離子電池更廣泛地應用于大容量儲能。



　　鋰離子電池由于具有高的充電容量，已經(jīng)徹底改變了便攜式電源。但是，高成本和地緣政治不安全性（大多數(shù)容易開采的鹽類是在智利和玻利維亞等國家）是鋰離子電池面臨的問題之一。鈉來源廣泛，成本比鋰便宜90%，具有更顯著的潛在吸引力。然而，鈉離子更難嵌入到電極材料中。鋰離子電池一般采用石墨電極，鋰離子嵌入到石墨電極中。石墨的層間距僅1.86埃，而鈉離子為2.02埃，大于石墨層間距，因此石墨難以用于鈉離子電池。

　　鈉離子電池負極的一個替代方案是采用黑磷，其層間距為3.08埃，生成磷化鈉時的理論放電容量為2596毫安時/克。但是，鈉離子移動至磷負極時會發(fā)生較大的體積膨脹，導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。在本次研究中，斯坦福大學開發(fā)了一種由磷和石墨烯穿插構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)混合物。石墨烯層可為磷提供額外的彈性緩沖，使充放電更迅速。磷和石墨烯都可通過液相剝離制備，即先將兩種物質(zhì)形成懸濁液，后將溶劑揮發(fā)即可自組裝形成穿插結(jié)構(gòu)。

　　這種新材料的初始放電容量為1178毫安時/克（理論值的84%），經(jīng)歷100次充放電循環(huán)后還能維持83%的放電容量。研究人員未來將進一步提高充放電次數(shù)，若能提高到3000次，則該技術(shù)將可能用于大規(guī)模軍用儲能。