久久伊人在,夜夜高潮天天爽欧美,亚洲涩涩

新型鈉電池正極材料實現(xiàn)十萬次超長循環(huán)壽命

文章來源：新能源網更新時間：2025-03-31 15:28:03

近年來，鈉離子電池憑借其原材料資源儲備豐富、提取成本較低、自主可控等優(yōu)勢，正加速從實驗室邁向產業(yè)化，有望與鋰離子電池在儲能領域形成互補，展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應用前景。

近日，中國科學院院士、南方科技大學機械與能源工程系講席教授趙天壽，副研究員韓美勝，副教授曾林團隊提出了一種集成聚陰離子和層狀氧化物的復合正極用于鈉離子電池，實現(xiàn)了十萬圈循環(huán)壽命，容量保持率達72.6%，為長壽命、低成本鈉離子電池設計策略帶來新思路。相關成果發(fā)表在國際能源頂尖期刊《能源與環(huán)境科學》上。

研究示意圖南科大供圖

突破長循環(huán)壽命極限

鋰離子電池憑借其高能量密度、長循環(huán)壽命和成本持續(xù)降低的優(yōu)勢，被廣泛應用于電動汽車、儲能系統(tǒng)等新能源領域。然而，鋰資源短缺的問題制約了其發(fā)展，進一步促使研究人員和產業(yè)界探索替代技術。

鈉資源豐富，成本低，且與鋰同族，化學性質相似，有望成為鋰的有力補充。此外，研究發(fā)現(xiàn)鈉離子電池在低溫性能、安全性方面優(yōu)勢突出，其性能特征和市場前景已被市場充分認知，被認為是最有潛力的新型儲能電池之一。然而，傳統(tǒng)鈉離子電池正極材料存在明顯短板，聚陰離子型化合物穩(wěn)定性高但容量低，層狀氧化物容量高卻易受空氣和水汽侵蝕，且循環(huán)穩(wěn)定性差。

在該研究中，該團隊設計了一種嵌入多孔碳框架的聚陰離子-層狀氧化物復合正極，該正極由富鈉聚陰離子化合物和層狀氧化物組成原位共生雙相異質結構，經過優(yōu)化后顯著提升了鈉離子存儲性能。

研究團隊創(chuàng)新性地將聚陰離子型化合物和層狀氧化物結合，通過鐵摻雜降低磷酸釩鈉的帶隙，激活釩元素的氧化還原反應，提升導電性和比容量；同時引入多孔碳骨架，增強電子傳導并緩沖體積膨脹。此外，低應變的層狀氧化物相作為“穩(wěn)定劑”，有效緩解充放電過程中的結構應力。

論文第一作者、南科大機械與能源工程系碩士生鄒支宇介紹，該復合正極在0.1C倍率下可逆容量達130mAh/g，100C高倍率的電流密度下，循環(huán)十萬次后容量保持率為72.6%，遠超當前聚陰離子型正極的壽命極限,比絕大多數(shù)的報道高出一個數(shù)量級。團隊還成功制備出安時級軟包電池，能量密度達153.4Wh/kg，循環(huán)壽命超500次，為后續(xù)工程化驗證奠定基礎。

鈉電產業(yè)迎來廣闊發(fā)展機遇

當前，全球范圍內,鈉電池市場規(guī)模正呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。根據《2024中國鈉離子電池報告》數(shù)據顯示，當前，鈉離子電池在全球范圍內已實現(xiàn)了小規(guī)模生產以及特定場景的示范應用，2023年全球市場規(guī)模達3.2億美元，預計到2030年將接近10億美元。

近年來，我國高度重視鈉離子電池的研發(fā)應用。2022年，鈉離子電池被列入《“十四五”能源領域科技創(chuàng)新規(guī)劃》；2023年，工信部等六部門聯(lián)合發(fā)布《關于推動能源電子產業(yè)發(fā)展的指導意見》，明確加強新型儲能電池產業(yè)化技術攻關。

“從電池全生命周期來看，長壽命正極材料有望進一步推動鈉離子電池在儲能領域的應用和發(fā)展。”論文第一通訊作者、南科大副研究員韓美勝介紹，研究團隊通過將鈉離子電池正極的兩個主要體系-聚陰離子和層狀氧化物正極橋接起來，表明集成正極中的協(xié)同效應可以推動高能量密度、快速充電和長循環(huán)壽命正極的開發(fā)，并拓寬了未來正極研究的組成空間。

這種長壽命、低成本的鈉離子電池正極設計策略展現(xiàn)了其在未來大規(guī)模儲能系統(tǒng)中的廣泛應用前景。

”盡管鈉資源儲量是鋰的千倍，但與鋰電池相比其產業(yè)鏈尚未成熟，研發(fā)時間較短。目前鈉離子電池大規(guī)模商業(yè)化的核心挑戰(zhàn)在于成本高、能量密度低以及循環(huán)壽命短。”韓美勝表示，當前鈉離子電池硬碳負極容量低、首效低、循環(huán)壽命相對較短以及電解液成本高等制約了鈉電池的產業(yè)應用，推動鈉離子電池的發(fā)展需要多線并進。目前研究團隊正在積極探索適配這款長壽命正極的負極材料和電解液體系，以完善長壽命鈉離子電池研發(fā)體系。未來，隨著技術迭代與政策支持，鈉離子電池有望成為大規(guī)模儲能的主力軍，助力我國實現(xiàn)“雙碳”目標與能源安全戰(zhàn)略。

相關論文信息：https://doi.org/10.1039/D4EE05110F

相關新聞

[2025-03-31]·2025中關村論壇重大科技成果發(fā)布

[2025-03-31]·一諾威與泉港石化園區(qū)簽項目入駐

[2025-03-31]·國內首個海運石化安全聯(lián)盟成立

[2025-03-31]·400萬噸！亞洲最大催化裂解DCC裝

[2025-03-31]·山東加力推進工業(yè)經濟“頭號工程

[2025-03-31]·新型鈉電池正極材料實現(xiàn)十萬次超

[2025-03-31]·我國研究團隊實驗證實一種全新復

[2025-03-31]·新型塑料一夜之間溶解于海洋且

[2025-03-31]·突破40年障礙科學家發(fā)現(xiàn)新型高

[2025-03-31]·68億投資+22個項目！這個開發(fā)區(qū)