長安儲能研究院鈉離子電池研究獲新突破

　　長安儲能研究院是由長安綠電科技有限公司全額撥款、并與西安交大國家儲能研究平臺的多位教授科學家共建的新能源儲能科研平臺，聚焦儲能領(lǐng)域的前沿技術(shù)研究和市場洞察，推動產(chǎn)學研用從理論走向?qū)嵵痢?/p>

　　隨著全球新能源需求穩(wěn)步增長，新興儲能賽道備受關(guān)注。鉛酸蓄電池、三元鋰離子電池等傳統(tǒng)儲能技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用，然而這類傳統(tǒng)技術(shù)已無法滿足日益增長的市場需求。為進一步促進綠色清潔可再生能源的從國家范圍到個人的普及，儲能技術(shù)的再度革新成為了一個勢在必行的時代趨勢。

　　長安儲能研究院認為，鈉離子電池作為一種新興儲能技術(shù)解決方案，或可突破成為下一代的儲能電池新主力。

　　想要進一步加強鈉離子電池在儲能領(lǐng)域的應用，實現(xiàn)更高效更安全的能源前景，就需要先解決其儲存效率問題。長安儲能研究院的科學家指出，鈉離子的大半徑導致了緩慢的氧化還原動力學和較低的鈉離子存儲效率。因此，開發(fā)具有良好的鈉離子傳輸能力的合適的電極材料正成為解決SIB應用挑戰(zhàn)的中心任務。

　　在鈉離子電池各種負極材料中，具有較高理論容量和獨特結(jié)構(gòu)的金屬硒化物引起了廣泛的關(guān)注。盡管金屬硒化物中的VSe2-x展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，其具有足夠的鈉離子嵌入和用于快速電子傳輸?shù)母邔щ娦裕⑶襐Se2-x獨特的多電子轉(zhuǎn)移使其具有較高的理論容量和高的能量密度。

　　面對鈉離子電池所存在的技術(shù)挑戰(zhàn)，近期武漢大學高等研究院史建平研究團隊報道了一種具有豐富的Se空位和較大層間距的VSe2-x/氮摻雜碳納米花(VSe2-x/NC)，且該項研究以“Defect and interlayer spacing engineering of vanadium selenide for boosting sodium-ion storage”為題在Journal of Materials Chemistry A上發(fā)表。

　　長安儲能研究院的科學家將VSe2-x/NC作為SIBs負極材料的優(yōu)勢進行了三點精準概括。首先， Se空位的引入增加了VSe2-x的活性中心和電導率;其次，Se空位的形成和氨離子的插層擴大了VSe2-x的層間距，加速了離子傳輸，緩沖了電極體積的膨脹;第三，VSe2-x/NC獨特的層次化納米花形態(tài)提高了力學性能，提供了高度各向同性的鈉離子傳輸途徑。結(jié)合以上三點，可得出由VSe2-x/NC組成的SIB具有優(yōu)異的比容量、良好的倍率性能和顯著的循環(huán)穩(wěn)定性。

　　在此項研究中，采用高通量的三聚氰胺輔助濕化學法間歇合成了具有豐富的Se空位和較大層間距的層狀納米花狀VSe2-x/NC。毫無疑問，研究提供了一種巧妙的協(xié)同策略，通過設計缺陷和調(diào)整層間距來提高TMDCs的鈉離子存儲性能：Se空位增加了活性中心，降低了V-Se鍵能，促進了轉(zhuǎn)化動力學。同時，VSe2-x中擴大的層間距加快了鈉離子的輸運效率。最終，由VSe2-x/NC負極組成的SIB具有超高的比容量、高的倍率性能和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。

　　此外，該研究還發(fā)現(xiàn)了超長壽命的鈉離子全電池，其循環(huán)次數(shù)可超過2400次。這些極具突破性的研究結(jié)果代表了通過TMDCs的缺陷/結(jié)構(gòu)工程來提高鈉離子存儲性能的重大進展，并使更安全的能源前景更接近現(xiàn)實。

　　在新能源技術(shù)探索的道路上，長安儲能研究院始終不忘初心、牢記使命，以產(chǎn)學研用為目的，不斷探索鈉離子電池技術(shù)的革新，為提升鈉離子電池效能助力。作為與西安交大國家儲能研究平臺的多位教授科學家共建的新能源儲能科研平臺，必將持續(xù)肩負探索更高效、更穩(wěn)定和更安全的儲能技術(shù)的社會責任，推動科技前沿發(fā)展，助力普惠綠色清潔能源至地球每一個體。

　　來源：咸寧網(wǎng)