據(jù)化學(xué)世界網(wǎng)2015年9月7日報(bào)道，美國研究人員證實(shí)一種由石墨烯和磷組成的多層材料能使鈉離子電池更加穩(wěn)定、導(dǎo)電率更高，正極可容納更多鈉離子。研究人員認(rèn)為該材料具有工業(yè)化生產(chǎn)前景，可使鈉離子電池更廣泛地應(yīng)用于大容量儲能。
鋰離子電池由于具有高的充電容量，已經(jīng)徹底改變了便攜式電源。但是，高成本和地緣政治不安全性（大多數(shù)容易開采的鹽類是在智利和玻利維亞等國家）是鋰離子電池面臨的問題之一。鈉來源廣泛，成本比鋰便宜90%，具有更顯著的潛在吸引力。然而，鈉離子更難嵌入到電極材料中。鋰離子電池一般采用石墨電極，鋰離子嵌入到石墨電極中。石墨的層間距僅1.86埃，而鈉離子為2.02埃，大于石墨層間距，因此石墨難以用于鈉離子電池。
鈉離子電池負(fù)極的一個替代方案是采用黑磷，其層間距為3.08埃，生成磷化鈉時(shí)的理論放電容量為2596毫安時(shí)/克。但是，鈉離子移動至磷負(fù)極時(shí)會發(fā)生較大的體積膨脹，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。在本次研究中，斯坦福大學(xué)開發(fā)了一種由磷和石墨烯穿插構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)混合物。石墨烯層可為磷提供額外的彈性緩沖，使充放電更迅速。磷和石墨烯都可通過液相剝離制備，即先將兩種物質(zhì)形成懸濁液，后將溶劑揮發(fā)即可自組裝形成穿插結(jié)構(gòu)。
這種新材料的初始放電容量為1178毫安時(shí)/克（理論值的84%），經(jīng)歷100次充放電循環(huán)后還能維持83%的放電容量。研究人員未來將進(jìn)一步提高充放電次數(shù)，若能提高到3000次，則該技術(shù)將可能用于大規(guī)模軍用儲能。
電池網(wǎng)微信
