鈉離子電池是繼鋰離子電池后又一新型儲能電池。與鋰離子電池相比,鈉離子電池采用地球上豐富的鈉資源(海水提取的食鹽),并采用水溶性電解液,具有原料來源廣泛、制造過程無須超凈環(huán)境等優(yōu)點,有望生產(chǎn)出低成本的新一代儲能電池。
由于Na+半徑較大,導(dǎo)致鈉離子電池普遍存在容量低、循環(huán)性能差等缺點,國內(nèi)外許多學(xué)者在鈉離子電極材料方面開展了許多基礎(chǔ)研究,取得了良好的進(jìn)展。上海交通大學(xué)馬紫峰研究小組在國家自然科學(xué)基金委(21336003 和21073120)和國家973 計劃(2014CB239700)的支持下,從工業(yè)化應(yīng)用角度出發(fā),采用氧化石墨烯對Na2/3[Ni1/3Mn2/3]O2電極進(jìn)行修飾改性,制備了無黏結(jié)劑的高電導(dǎo)特性的柔性電極,在0.1~10 C 充放循環(huán)條件下,獲得良好的容量和循環(huán)性能[J. Mater. Chem. A,2014(2):6723-6727]。最近,該研究小組采用廉價的普魯士藍(lán)類材料[NaMFe(CN)6],通過優(yōu)化晶體內(nèi)部分子結(jié)構(gòu),構(gòu)筑了高容量、長循環(huán)壽命的鈉離子電池正極材料,其比容量高達(dá)118.2 mA·h/g (10 mA/g),與Na2MnFe(CN)6材料相近;在100 mA/g 的電流密度下充放電循環(huán)800 圈后,其容量保持率仍有83.8%,遠(yuǎn)高于Na2MnFe(CN)6材料。而且,在國際上首次用該材料與硬碳負(fù)極材料制備了儲能型鈉離子電池的原型電池,其能量密度達(dá)到81.72 W·h/kg,是鉛酸電池的2倍,為儲能型鈉離子電池工業(yè)化奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在2014年9月出版的“Chemical Communications”上,網(wǎng)址:http://xlink.rsc.org/?doi=C4CC05830E。