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鋰離子電池雖已用于人們生活的方方面面，但科學(xué)家一直認(rèn)為，在大規(guī)模能量存儲(chǔ)方面，鈉離子電池比鋰離子電池更安全，成本更低，但因壽命短，短期內(nèi)無法應(yīng)用。日前，中美科學(xué)家聯(lián)合開發(fā)出一種新型結(jié)構(gòu)的硫化銻基負(fù)極材料，使硫化銻基鈉離子電池由以前的不超過500個(gè)循環(huán)提升到900個(gè)循環(huán)，壽命幾乎可媲美鋰電池，且比容量是鋰離子電池負(fù)極材料(石墨)容量的1.5倍。相關(guān)成果發(fā)表在納米領(lǐng)域頂尖雜志《ACS納米》上。
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。
鈉離子電池因其原材料儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，近些年受到了越來越多研究人員的關(guān)注。在諸多鈉離子正極材料體系中，層狀氧化物因其易合成、綜合性能較好等特點(diǎn)，是目前最具應(yīng)用潛力的體系。然而由于鈉離子質(zhì)量較大，鈉離子電池層狀氧化物正極材料的能量密度與鋰離子電池層狀正極材料有一定差距，進(jìn)一步提升鈉離子電池材料的能量密度是研究人員努力的重要方向。
早在20世紀(jì)80年代，鈉離子電池和鋰離子電池就已經(jīng)被研究，隨著鋰離子電池的成功商業(yè)化，鈉離子電池的研究逐漸放緩。目前，鋰離子電池可謂“風(fēng)頭正勁”，但隨著電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)時(shí)代的到來，鋰離子電池的大規(guī)模發(fā)展會(huì)受到鋰資源短缺的瓶頸制約。與鋰相比，鈉儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、成本低廉，并且與鋰具有相似的理化性質(zhì)，因而鈉離子電池的研究再一次受到科研界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。
近年來，隨著便攜式電子設(shè)備，電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的迅猛發(fā)展，研究資源豐富、高能效及環(huán)境友好的儲(chǔ)能材料已成為國際上的研究熱點(diǎn)。為滿足規(guī)模龐大的市場需求，僅依靠電池的電性能來衡量電池材料是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，電池的安全性、制造成本、能耗以及是否對(duì)環(huán)境造成污染也已成為評(píng)價(jià)電池材料的重要指標(biāo)。目前，鋰離子電池的發(fā)展前景比較明朗，但隨著對(duì)鋰資源的過度需求，勢必會(huì)使其面臨短缺的問題。
近日，記者從中國科學(xué)院過程工程研究所獲悉，該所綠色化工研究部副研究員趙君梅團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種聚陰離子化合物低成本便利的室溫可控技術(shù)，并首次合成了鈉離子電池高電壓正極材料氟磷酸釩鈉，該材料未經(jīng)過任何的后處理即具有優(yōu)異的倍率性能和長循環(huán)性能，可以說有關(guān)氟磷酸釩鈉的實(shí)驗(yàn)室研究目前已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。研究成果近期發(fā)表于《細(xì)胞》出版社能源旗艦期刊《焦耳》。
早在20世紀(jì)80年代，鈉離子電池和鋰離子電池就已經(jīng)被研究，隨著鋰離子電池的成功商業(yè)化，鈉離子電池的研究逐漸放緩。目前，鋰離子電池可謂“風(fēng)頭正勁”，但隨著電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)時(shí)代的到來，鋰離子電池的大規(guī)模發(fā)展會(huì)受到鋰資源短缺的瓶頸制約。與鋰相比，鈉儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、成本低廉，并且與鋰具有相似的理化性質(zhì)，因而鈉離子電池的研究再一次受到科研界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。
目前，為了使制造的鈉離子電池的功能與鋰離子電池的功能一樣，全球的研究人員早已成功控制住了鈉的爆炸傾向，但尚未解決好鈉離子電池在最初充電和放電時(shí)的鈉離子“丟失”的問題。現(xiàn)在，普渡大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種鈉粉，可以解決上述問題，并且可以正確控制電荷。
見慣了鋰電池的大范圍應(yīng)用，如果改為推廣使用鈉離子電池，會(huì)帶來什么樣影響？眼下的新能源車，用戶最大的“抱怨”就是充電麻煩和續(xù)航里程比較短，如果改為鈉離子電池驅(qū)動(dòng)，情況會(huì)明顯好轉(zhuǎn)嗎？答案是肯定的。如今，鈉離子電池應(yīng)用示范項(xiàng)目已在上海超碳中心落地，通過這個(gè)示范工程，今后將更加有利于鈉離子電池大規(guī)模地應(yīng)用于電力儲(chǔ)能領(lǐng)域，結(jié)合智能電網(wǎng)服務(wù)于百姓。未來3至5年內(nèi)，鈉離子的產(chǎn)業(yè)化能夠大規(guī)模的實(shí)現(xiàn)，整個(gè)儲(chǔ)能市場前景相當(dāng)美好。
據(jù)報(bào)道稱，由遼寧星空鈉電電池有限公司自主研發(fā)的鈉離子電池，在最近進(jìn)入了量產(chǎn)階段，世界上首條鈉離子電池生產(chǎn)線，在中國正式投入運(yùn)營。這也向世界展示出了中國在鈉離子電池技術(shù)上所取得的進(jìn)步。
日前，武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院諶偉民團(tuán)隊(duì)通過協(xié)調(diào)表面誘導(dǎo)反應(yīng)和嵌入式反應(yīng)等，獲得了高性能的鈉離子電池碳負(fù)極材料。
去年4月，本文作者Lisa Smith看了一下發(fā)表在“Advanced”雜志家族上的最新的鋰電池研究成果。一年多之后，目前科研人員對(duì)電池技術(shù)的研究似乎將繼續(xù)擴(kuò)大，人們也在積極尋找鋰系統(tǒng)的許多潛在替代品
