国内外钠离子电池最新研究进展

起点钠电 2025-05-08

嘉泉大学综述了高能钠离子电池用层状钠过渡金属氧化物阴极材料

文章信息

技术领域：钠离子电池

开发单位：嘉泉大学 Kouthaman Mathiyalagan

文章名称：Kouthaman Mathiyalagan. Difficulties, strategies, and recent research and development of layered sodium transition metal oxide cathode materials for high-energy sodium-ion batteries. Journal of Energy Chemistry, 2024.

技术突破：层状结构的分类和层状材料的制备。

应用价值：为开发用于SIB的高能层状钠过渡金属氧化物P2和O3阴极材料提供了有用的信息。

嘉泉大学研究人员分析了层状结构的分类和层状材料的制备，此外，还广泛讨论了层状材料存在的问题，即（1）电化学降解、（2）不可逆结构变化和（3）结构不稳定性，并提供了克服这些问题的策略，如元素相组成、少量元素掺杂、结构设计和新兴SIB的表面改性。此外，文章还讨论了高能SIB的层状一元、二元、三元、四元、五元和六元基O3和P2-型阴极材料的最新研究进展。

储能系统及其生产在实际应用中备受关注。电池是电动汽车（EV）、便携式电子设备（PED）等可持续能源的基础。近几十年来，锂离子电池（LIBs）因其循环寿命长、能量密度高而被广泛应用于大规模储能设备中。然而，高成本和锂的有限供应是锂离子电池的两大主要障碍。在这方面，钠离子电池（SIB）因其钠材料丰富且成本低廉而成为大规模储能系统中锂离子电池的诱人替代品。阴极是电池中最重要的部件之一，它限制了电池的成本和性能。在各种阴极结构中，层状结构材料因其离子电导率高、扩散速度快和比容量大而备受关注。

图1 图形摘要

另外，概述了层状钠过渡金属氧化物研究的最新进展，特别是用于SIB的层状O3和P2型阴极材料。着重介绍了结构分类、材料设计、层状结构存在的问题以及提高电化学性能的几种策略。层状钠过渡金属氧化物（NaxTMO2）因其极具吸引力的特性而成为SIB的有力候选材料。（编译：苏旭 INESA）

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文章名称：Zongfu Sun. Advanced hard carbon materials for practical applications of sodium-ion batteries developed by combined experimental, computational, and data analysis approaches. Progress in Materials Science, 2024.

技术突破：通过实验、计算和数据分析方法的结合，总结了高性能硬碳材料的快速发展。

应用价值：促进高性能SIB的工业应用。

研究人员结合实验、计算和数据分析方法，总结了高性能硬碳材料的快速发展。重点在于1）总结前驱体和制备方法的类型，探寻极具发展前景的前驱体和高效制备方法；2）讨论微结构参数的演化规律，阐明微结构与储钠机理之间的对应关系；3）揭示硬碳微结构特征与电化学性能之间的关系；4）总结各种改性策略在硬碳上的应用潜力。最后，概述了硬质碳在SIB中的主要进展和未来展望。

硬碳材料被认为是钠离子电池（SIB）的理想负极材料之一。然而，复杂的微观结构和不精确的制备技术限制了硬碳材料的实际应用。一方面，先进的硬碳材料通过计算模拟和实验研究得到了广泛开发。另一方面，随着越来越多的研究报道，有关前驱体、制备参数、微观结构和电化学性能的新兴数据库也在快速增长。数据库对于减少实验的试错性和验证计算结果的可靠性大有裨益。