高性能钠离子电池负极材料的研究进展

负极材料的研究是钠离子电池实现商业化生产的关键要素之一,近年来已经取得了突破性进展。但是较大半径的钠离子在嵌/脱过程中对负极材料结构的影响非常大,进而导致可逆容量迅速降低。本文系统综述了钠离子电池负极材料的最新研究成果,阐述了碳基材料、钛基化合物、合金材料、金属化合物和有机化合物5类负极材料的制备工艺,并分析了这些材料的性能特点:碳基材料的研发技术成熟,但比容量和倍率性能有待提高;钛基化合物的结构性能良好,倍率性能出色,但存在比容量较低的缺点;合金材料和金属化合物都具有较高的理论比容量,但循环性能较差;有机化合物的研发尚处于起步阶段,有待深入研究。基于现有的研究基础,总结了材料的改性方法和取得的效果,并展望了钠离子电池负极材料的研究方向,分析指出表面碳包覆可以提升材料的电子传导性,纳米结构可以缩短钠离子的传输途径,多孔形貌有利于电解质对材料的浸润,而元素掺杂可以提升材料的反应活性,最终获得高性能钠离子电池负极材料。

LiFePO4电化学反应机理、制备及改性研究新进展

作为用于可持续能源的有效能量存储装置,锂离子电池因具有优异的电化学性能而得到广泛研究,是非常有发展潜力的储能电池体系,其技术发展及应用的关键在于电极材料的研发。LiFePO_4作为锂离子电池正极材料之一,具有循环寿命长、能量密度大、充放电平稳、热稳定性良好、安全性好、重量轻和低毒性等优点,备受国内外专家的专注。然而,LiFePO_4正极材料的研究还存在一些技术瓶颈,由于其存在电导率相对较低、锂离子扩散系数小以及振实密度不高等问题,导致循环性能、低温特性和高倍率充放电性能等并不理想,因而制约着它的应用和发展。近几年研究工作者通过改进制备工艺以及进行相关改性研究,旨在逐步解决上述问题。本文简要综述了LiFePO_4正极材料的最新研究成果,就其结构特征、电化学反应机理、制备方法和改性进行了系统介绍。探讨了目前LiFePO_4正极材料面临的主要问题及可能的解决策略,并对其未来的研究方向和应用前景进行了展望。