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钠离子电池获得新成果 我国科学家开发出正极材料新结构
2026年04月01日 16:42:04
来源：化工仪器网 点击量：4597
近日，我国科学家团队在钠离子电池的实际能量密度和循环寿命缺陷上获得重要突破。
钠离子电池是一种依靠钠离子在正负极间移动来完成充放电工作的二次电池，其工作原理与结构与我们生活中常用的锂离子电池类似。依托资源丰富、高安全与优异低温性能等优势，钠离子电池的发展被寄予厚望，并且随着技术成熟和产业链完善，正逐步从试验阶段迈向规模化应用。
尽管钠离子电池凭借宽温域特性、安全性及高倍率性能，加之其丰富的资源储备量，是大规模、经济高效储能领域有巨大的发展前景，但是在实际的应用中，却面临着非常多的问题。其中充放电过程中存在的复杂相变和严重电压滞后问题，更直接限制了钠离子电池的实际能量密度和循环寿命，成为了现阶段设计钠离子电池的一个关键难点。
过去，为了解决这一难点，研究人员通常会尝试在对层状氧化物材料面内的金属离子掺杂或无序化设计，但这么做并不能从根本上解决面外堆叠次序引发的结构失稳。而就在近日，我国科学家团队似乎获得了突破性成果。
据悉，湘潭大学化学学院刘黎教授团队，联合南京航空航天大学和南开大学科研团队，从晶体学对称性出发，提出“面外对称性设计”结构，为高性能钠离子电池正极材料的设计提供了新范式。他们通过在碱金属层中引入电荷歧化，诱导P3型层状氧化物材料发生单斜晶格畸变，打破原有晶体的对称性，以此构建了一种独特的面外对称性。这种新对称性允许P型和O型Na离子间隙位点共存，从而阻断了氧离子的长程有序滑移，有效抑制了有害相变的发生。
实验结果显示，基于该策略，钠离子电池正极材料100圈循环中的平均电压滞后仅0.16伏，同时具有高达每千克437瓦时的能量密度，在每克100毫安的电流密度下，200圈循环后容量保持率高达80.2%。并且该策略的普适性也很好，有望拓展至其他层状电极体系。
目前相关成果已经发表于《美国化学会志》上，感兴趣的读者可以自行查阅学习。
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