南京理工大學(xué)：首創(chuàng)結(jié)構(gòu)調(diào)控方法有望取代鋰離子電池

本報(bào)訊（崔玉萌）電動(dòng)車、移動(dòng)電源、手機(jī)……盡管鋰離子電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但由于地球上的鋰資源十分有限，且開采成本高，近年來價(jià)格不斷上漲。而鈉資源豐富，開采費(fèi)用僅為鋰的百分之一，因而鈉離子電池的研發(fā)成為科研人員爭(zhēng)相“開墾”的熱點(diǎn)領(lǐng)域。近日，南理工材料學(xué)院/格萊特研究院夏暉教授團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和調(diào)控方法，與中科院物理所谷林研究員及美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校孟穎教授合作，在面向鈉離子電池的錳基正極材料研究中取得重要進(jìn)展，研究成果使低成本鈉離子電池有望取代鋰離子電池，相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然·通訊》（Nature Communications）上。

由于層狀結(jié)構(gòu)的NaxMnO2正極材料具有理論容量高、價(jià)格低廉及來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)前，科研人員多以其作為鈉離子電池正極材料的研究對(duì)象，但由于NaxMnO2正極材料的層間距狹窄，充放電過程中，半徑較大的鈉離子在層間遷移時(shí)，會(huì)“擠壞”正極材料的結(jié)構(gòu)，成為制約鈉離子電池研發(fā)的關(guān)鍵難點(diǎn)。除層間距外，影響鈉離子電池性能的另一重要因素為層狀結(jié)構(gòu)中的鈉離子含量。不少科研人員嘗試通過各種方法制備出了不同層狀結(jié)構(gòu)的NaxMnO2，但始終無法有效擴(kuò)大層間距，或是無法兼顧高鈉含量。因而制備出兼具大層間距、高鈉離子含量的層狀結(jié)構(gòu)正極材料，是科研人員努力追求的“魚和熊掌”。

《中國(guó)教育報(bào)》2019年04月01日第7版