中國儲能網(wǎng)訊：隨著能源環(huán)境問題日益嚴峻，人們對于發(fā)展高效率的能源存儲技術(shù)及相關器件提出了更高的要求。由于鈉儲量豐富，成本低廉，因此，開發(fā)先進的鈉離子電池、鈉離子電容器等儲能器件具有良好的應用前景。近年來，越來越多的研究工作者聚焦材料結(jié)構(gòu)的理性構(gòu)筑及組分優(yōu)化，設計并開發(fā)一系列先進的新型鈉離子電池材料，使其有望應用于下一代儲能體系，實現(xiàn)大規(guī)模的能量存儲。
南開大學材料科學與工程學院的博士生李鳳和周震教授梳理了目前微/納米結(jié)構(gòu)電極材料的最新研究進展，詳細介紹了在充放電過程中具有高熱力學穩(wěn)定性和快速動力學特點的獨特復合材料的構(gòu)筑及應用。此外，作者還詳細討論了基礎研究及實現(xiàn)商業(yè)化應用等方面所面臨的挑戰(zhàn)。最后，作者對鈉相關的儲能器件在能源存儲系統(tǒng)應用中存在的挑戰(zhàn)和前景做出了展望。
首先，該綜述詳細介紹了鈉離子電池及鈉離子電容器的工作原理及該領域發(fā)展所面臨的主要問題，指出了構(gòu)筑微/納米結(jié)構(gòu)電極材料的必要性。然后，作者從鈉離子電池正極材料出發(fā)，詳細介紹了層狀過渡金屬氧化物、聚陰離子化合物、普魯士藍類似物、有機電極材料及金屬釩酸鹽的電化學行為及充放電反應歷程，介紹了該類材料的常見改性方法，并梳理了近年來該類材料在鈉離子電池中的應用。緊接著，作者討論了碳基材料、鈦基材料、合金類材料、轉(zhuǎn)化類材料及有機類材料在鈉離子電池負極中的最新研究進展，著重介紹了微/納結(jié)構(gòu)的設計思路及應用前景。隨后，電池型的負極材料及電容型的正極材料在鈉離子電容器中的應用也進行了深入的討論和評述。最后，作者詳細指出了目前各類材料在發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)，同時，也為解決這類問題指明了方向。
相關論文發(fā)表于Small（DOI: 10.1002/smll.201702961）上。
