眾所周知，鈉離子電池和鋰離子電池覺(jué)有十分相似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，但是由于鈉離子電池采用的為鈉材料，因此其材料成本就要遠(yuǎn)低于鋰離子電池，并且由于鈉元素在地殼中的儲(chǔ)量十分豐富(在全部元素的儲(chǔ)量中為第6)，也容易分離，因此相比于資源相對(duì)稀缺的鋰元素，鈉元素在儲(chǔ)能方面的應(yīng)用具有更大的優(yōu)勢(shì)。

與循規(guī)蹈矩的鋰離子電池不同，鈉離子電池的電極材料可謂花樣百出！

鈉離子電池雖然與鋰離子電池十分相似，但是鋰離子電池上的技術(shù)積累卻不能直接用于鈉離子電池，以負(fù)極為例，傳統(tǒng)的鋰離子電池負(fù)極材料石墨，由于層間距比較小，并且鈉離子在嵌入后會(huì)誘發(fā)石墨膨脹，因此無(wú)法直接用于鈉離子電池，而其他炭材料由于在鈉離子電池中容量有限，而無(wú)法應(yīng)用。

而一些高容量的合金材料例如Sb、Sn等，和鋰離子電池存在同樣的問(wèn)題——由于存在著巨大的體積膨脹而無(wú)法應(yīng)用。

鈉離子電池電極材料已經(jīng)被玩壞了

為了克服這些問(wèn)題，眾多的新型材料被開(kāi)發(fā)出來(lái)，例如SnS2–RGO，F(xiàn)eSe2，鈦基材料和磷碳復(fù)合材料等，在眾多的新材料中金屬硫化物由于其較高的容量而備受關(guān)注。

近日，北京大學(xué)的Xusheng Wang等人利用簡(jiǎn)單高溫固相法合成了一種新型金屬硫化物負(fù)極材料SnSSe，該材料表現(xiàn)出了優(yōu)秀的循環(huán)性能和倍率性能。

該材料具有一下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1)由于該材料是一種典型的層狀結(jié)構(gòu)，因此在層與層之間有著足夠的空間，從而能吸收在鈉離子嵌入的時(shí)候造成的體積膨脹，從而保證材料良好的循環(huán)性能。

2)由于Se元素的加入使得材料的導(dǎo)電性得到了提高，從而減少了材料中不反應(yīng)的惰性部分，并提高Na+的擴(kuò)散速度，從而提高電池的倍率性能。

3)在001晶面方向的選擇性生長(zhǎng)有助于Na+的嵌入。

4)在能夠保證容量的前提下，適當(dāng)?shù)奶岣呓刂岭妷河兄诰徍筒牧系捏w積膨脹和提高材料的庫(kù)倫效率。

5)該材料的部分贗電容有助于其實(shí)現(xiàn)大電流快速充放電。6)材料內(nèi)部產(chǎn)生的納米晶體結(jié)構(gòu)，能有效防止材料破碎，提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性。

鈉離子電池電極材料已經(jīng)被玩壞了

該材料合成過(guò)程十分簡(jiǎn)單，將Sn、S、Se等元素化合物均勻混合，并在400℃下焙燒5小時(shí)，經(jīng)過(guò)研磨就可以獲得結(jié)晶狀態(tài)良好的SnSSe材料，XRD衍射數(shù)據(jù)顯示，該晶體更傾向于沿著001晶面生長(zhǎng)，這有利于增加Na+的擴(kuò)散速度。

循環(huán)伏安掃描顯示，在還原過(guò)程中，該材料在1.62V附近出現(xiàn)一個(gè)電流峰值，表明材料的充電電壓平臺(tái)在1.62左右。同時(shí)由于材料具有贗電容，從而使得材料具有良好的循環(huán)性能，當(dāng)以500mA/g的電流密度循環(huán)600次后(0.5-3.0V)，其充放電曲線幾乎重合，也就是說(shuō)循環(huán)600次后，該材料幾乎沒(méi)有衰降。

壽命實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在5000mA/g的超大電流密度(12C左右)下，材料在循環(huán)1000次材料沒(méi)有發(fā)生容量衰降，材料不僅表現(xiàn)出了良好的循環(huán)壽命還表現(xiàn)出了良好的倍率性能。

鈉離子電池電極材料已經(jīng)被玩壞了

該方法生產(chǎn)的SnSSe材料作為高性能鈉離子電池負(fù)極材料不僅具有高容量，十分優(yōu)異的循環(huán)性能，簡(jiǎn)單的合成工藝，并且能夠很方便的實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，因此該材料十分適合用在一些對(duì)電池循環(huán)壽命和倍率性能要求較高的地方，例如電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域。