低成本鈉離子電池有望代替鋰離子電池

一、鈉離子電池是什么

鋰離子電池運用越來越貼近百姓生活，但地球上鋰資源非常有限，且挖掘成本高。開發一種代替電池成為各國科學家努力的重要方向。南京理工大學夏暉教授與中外團隊協作，開創結構設計和調控辦法，在錳基正極材料研討方面獲得重要進展，使低成本鈉離子電池有望代替鋰離子電池，相關成果宣布在最新一期《自然·通訊》上。

鈉離子電池

鈉資源豐富，挖掘費用僅為鋰的百分之一，因此鈉離子電池的研發成為科研人員爭相“開墾”的范疇。而層狀結構的錳酸鈉正極材料具有理論容量高、價格低廉及來歷廣泛等利益，使之成為鈉離子電池正極材料的熱門研討目標。

但由于錳酸鈉正極材料的層間隔狹窄，充放電過程中，半徑較大的鈉離子在層間遷移時，會“擠壞”正極材料的結構，成為限制鈉離子電池研發的要害難點。除層間隔外，影響鈉離子電池功能的另一重要因素為層狀結構中的鈉離子含量。不少科研人員測驗通過各種辦法制備出了不同層狀結構的錳酸鈉，但功能指標難以滿足實際運用需求。

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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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二、鈉離子電池為何有望代替鋰電池

夏暉教授團隊開創結構設計和調控辦法，與中科院物理所谷林研討員及美國加州大學圣地亞哥分校孟穎教授協作，在水鈉錳礦層狀結構的基礎上，成功制備出兼具大層間隔與高鈉離子含量的層狀納米正極材料。

這種正極材料制成的電極比容量達到211.9毫安時每克，而現在市面上流通的鋰電池正極材料比容量約為140毫安時每克。充放電過程中，這種正極材料結構安穩無相變，體積改變僅為2%，循環充放電1000次后，比容量堅持率高達94.6%，而電池職業一般的比容量堅持率規范約為80%。