钜大LARGE | 点击量：1490次 | 2019年01月08日
钠离子电池电极材料被玩了
众所周知，钠离子电池和锂离子电池觉有十分相似的结构特点，但是由于钠离子电池采用的为钠材料，因此其材料成本就要远低于锂离子电池，并且由于钠元素在地壳中的储量十分丰富(在全部元素的储量中为第6)，也容易分离，因此相比于资源相对稀缺的锂元素，钠元素在储能方面的应用具有更大的优势。
与循规蹈矩的锂离子电池不同，钠离子电池的电极材料可谓花样百出！
钠离子电池虽然与锂离子电池十分相似，但是锂离子电池上的技术积累却不能直接用于钠离子电池，以负极为例，传统的锂离子电池负极材料石墨，由于层间距比较小，并且钠离子在嵌入后会诱发石墨膨胀，因此无法直接用于钠离子电池，而其他炭材料由于在钠离子电池中容量有限，而无法应用。
而一些高容量的合金材料例如Sb、Sn等，和锂离子电池存在同样的问题——由于存在着巨大的体积膨胀而无法应用。
钠离子电池电极材料已经被玩坏了
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
为了克服这些问题，众多的新型材料被开发出来，例如SnS2–RGO，FeSe2，钛基材料和磷碳复合材料等，在众多的新材料中金属硫化物由于其较高的容量而备受关注。
近日，北京大学的Xusheng Wang等人利用简单高温固相法合成了一种新型金属硫化物负极材料SnSSe，该材料表现出了优秀的循环性能和倍率性能。
该材料具有一下几点优势：
1)由于该材料是一种典型的层状结构，因此在层与层之间有着足够的空间，从而能吸收在钠离子嵌入的时候造成的体积膨胀，从而保证材料良好的循环性能。
2)由于Se元素的加入使得材料的导电性得到了提高，从而减少了材料中不反应的惰性部分，并提高Na+的扩散速度，从而提高电池的倍率性能。
3)在001晶面方向的选择性生长有助于Na+的嵌入。
4)在能够保证容量的前提下，适当的提高截至电压有助于缓和材料的体积膨胀和提高材料的库伦效率。
5)该材料的部分赝电容有助于其实现大电流快速充放电。6)材料内部产生的纳米晶体结构，能有效防止材料破碎，提高材料的循环稳定性。
钠离子电池电极材料已经被玩坏了
该材料合成过程十分简单，将Sn、S、Se等元素化合物均匀混合，并在400℃下焙烧5小时，经过研磨就可以获得结晶状态良好的SnSSe材料，XRD衍射数据显示，该晶体更倾向于沿着001晶面生长，这有利于增加Na+的扩散速度。
循环伏安扫描显示，在还原过程中，该材料在1.62V附近出现一个电流峰值，表明材料的充电电压平台在1.62左右。同时由于材料具有赝电容，从而使得材料具有良好的循环性能，当以500mA/g的电流密度循环600次后(0.5-3.0V)，其充放电曲线几乎重合，也就是说循环600次后，该材料几乎没有衰降。
寿命实验中发现，在5000mA/g的超大电流密度(12C左右)下，材料在循环1000次材料没有发生容量衰降，材料不仅表现出了良好的循环寿命还表现出了良好的倍率性能。
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该方法生产的SnSSe材料作为高性能钠离子电池负极材料不仅具有高容量，十分优异的循环性能，简单的合成工艺，并且能够很方便的实现大规模的工业化生产，因此该材料十分适合用在一些对电池循环寿命和倍率性能要求较高的地方，例如电动汽车等领域。
