鈉離子電池（SIBs）具有大規(guī)模的儲(chǔ)能能力，是鋰離子電池的一種很有前途的替代品。然而，由于大原子質(zhì)量和大離子半徑，研制高能大功率的鈉離子電池具有很大的挑戰(zhàn)性。

高質(zhì)量負(fù)載活性材料的電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)高能量的更直接的策略。它可以增加活性材料的百分比，從而提高設(shè)備/電池級(jí)別的能量密度。

最近，由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李先峰教授和鄭瓊博士領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組設(shè)計(jì)并優(yōu)化了一種用于高速超穩(wěn)定鈉離子電池的低彎曲度、高面積容量陰極。

研究結(jié)果發(fā)表在3月18日的《先進(jìn)能源材料》雜志上。

研究人員提出了一種基于非溶劑誘導(dǎo)相分離方法的具有超高質(zhì)量負(fù)載的低彎曲度手指狀復(fù)合電極，它可以提供令人滿意的電子/離子傳輸路徑和相對(duì)較低的電池電阻。

利用這種結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，他們獲得了超高質(zhì)量負(fù)載（60mg/cm2）和面積容量（4.0mah/cm2）的電極。即使在10℃的高速率下，面積容量仍保持在1.0mah/cm2。

研究人員還展示了均勻的Na+分布、平緩均勻的局部電流密度和電極內(nèi)部的極化。

結(jié)合數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)低彎曲結(jié)構(gòu)有助于獲得令人印象深刻的離子傳輸能力，從而顯著改善電化學(xué)性能。

本研究為超高質(zhì)量負(fù)載低彎曲度電極的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了一種新的解決方案，為開(kāi)發(fā)高能量/功率密度的先進(jìn)鈉離子電池開(kāi)辟了一條新的途徑。