新開發(fā)的復合材料可實現(xiàn)高效儲能

鈉離子電池是一種令人興奮的后鋰儲能替代品，但其高性能負極材料仍然有限。磷基材料可用于鈉離子電池的高容量負極，但由于電導率低和體積膨脹大，通常面臨性能保持率低的問題。為了生產具有成本效益的鈉離子電池，北京工業(yè)大學的研究人員合成了一系列 P-/Sn 基復合材料，作為高容量和高穩(wěn)定性的負極材料，使完整的電池能夠在 50 次循環(huán)后保持 97.7% 的容量保持率。

“考慮到鈉資源的豐富性和低成本，鈉離子電池有望成為廣泛使用的鋰離子電池的重要替代品”，主要通訊作者、北京工業(yè)大學教授于海軍表示。Yu說，高容量負極材料，例如磷，因其理論容量高、放電電壓低和成本低而受到廣泛關注。“然而，磷通常會遭受大的體積膨脹，導致許多問題，例如結構坍塌、顆粒粉化，從而導致性能快速衰減。因此，必須通過適當?shù)嘏c錫等其他元素合金化并構建設計良好的微觀結構來緩沖這些問題。”

“開發(fā)低體積膨脹和長循環(huán)穩(wěn)定的磷基復合負極材料已成為一個緊迫的問題”，于說，“開發(fā)具有成本效益和可擴展性的方法來優(yōu)雅地調整復合材料的微觀結構以消除他們的缺點。”在他們的論文中，通過簡單且低成本的一步球磨合成了一系列 P-/Sn 基復合材料。包含晶體納米域(例如 Sn4P3)的最佳結構，從而實現(xiàn)了嵌入和分離在非晶磷基體中的錫。這種結構阻礙了金屬錫基顆粒的聚集并提高了非晶磷的導電性，從而提高了電化學反應的效率。此外，由于磷的晶疇尺寸小和無定形性質，抑制了體積膨脹引起的顆粒坍塌，使材料具有高穩(wěn)定性。

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