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MnSe2納米立方體作為鈉離子電池陽(yáng)極的系統(tǒng)介紹。左上圖為MnSe2的晶體結(jié)構(gòu);右上圖為MnSe2納米立方體的TEM圖像。底部圖為鈉離子電池0.1A/g時(shí)的循環(huán)性能和庫(kù)侖效率。

石墨炔材料是一種唯一能通過(guò)低溫、常壓下合成，同時(shí)含有sp和sp2兩種雜化形式碳的二維平面全碳材料，是中國(guó)科學(xué)家在國(guó)際上引領(lǐng)的新的研究領(lǐng)域，具有中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

鋰離子電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品以及電動(dòng)汽車中，但是鋰離子電池由于價(jià)格較高，在電網(wǎng)級(jí)大規(guī)模儲(chǔ)能的應(yīng)用上受到限制。由于鈉資源豐富，鈉和鋰的物理化學(xué)性質(zhì)相似，鈉離子電池成為了非常有潛力的鋰離子電池替代品，但是簡(jiǎn)單的采取現(xiàn)有的鋰離子電池技術(shù)設(shè)計(jì)高性能鈉離子電池是行不通的，這和鈉離子半徑比鋰離子半徑更大有關(guān)，設(shè)計(jì)出高性能鈉離子電池負(fù)極材料是鈉離子電池領(lǐng)域面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。

近日，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員劉建軍團(tuán)隊(duì)與華中科技大學(xué)教授黃云輝團(tuán)隊(duì)通過(guò)合作研究，設(shè)計(jì)有機(jī)共軛分子的三維折扇排列與過(guò)渡金屬離子配位構(gòu)建納米金屬有機(jī)框架(MOF)材料苝四甲酸鋅(Zn-PTCA)，首次突破共軛碳環(huán)儲(chǔ)鈉的電化學(xué)活化，極大地提高了電極材料的儲(chǔ)鈉容量

法國(guó)日前成立了一家新公司，致力于進(jìn)一步設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)比當(dāng)前廣泛使用的鋰電池成本更低、壽命更長(zhǎng)、充電速度更快的鈉離子電池，預(yù)計(jì)從2020年開(kāi)始實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。

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(wú)法應(yīng)用。日前，中美科學(xué)家聯(lián)合開(kāi)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(guò)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。

動(dòng)車和儲(chǔ)能方面都要求電池壽命要長(zhǎng)；第三是安全性要好；最后是能量密度要比較合適。

法國(guó)日前成立了一家新公司，致力于進(jìn)一步設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)比當(dāng)前廣泛使用的鋰電池成本更低、壽命更長(zhǎng)、充電速度更快的鈉離子電池，預(yù)計(jì)從2020年開(kāi)始實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。

對(duì)于鈉離子電池我們關(guān)注的焦點(diǎn)，一個(gè)是成本要低，正極材料要去鋰脫鈷，不用鋰離子，也不用成本較高的鈷原料；第二是在電動(dòng)車和儲(chǔ)能方面都要求電池壽命要長(zhǎng)；第三是安全性要好；最后是能量密度要比較合適。

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(wèn)題?，F(xiàn)在，普渡大學(xué)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種鈉粉，可以解決上述問(wèn)題，并且可以正確控制電荷。

由于鈉元素的豐富儲(chǔ)量和相對(duì)廉價(jià)的獲取成本，鈉離子電池逐漸成為鋰離子電池技術(shù)的潛在替代品。盡管最近關(guān)于鈉離子電池的研究取得了進(jìn)展，但對(duì)于高性能陽(yáng)極材料的需求仍然十分迫切。

今天的大多數(shù)電池使用的是從南美山區(qū)開(kāi)采的稀有鋰。如果這個(gè)鋰源耗盡，那么電池的生產(chǎn)可能會(huì)停滯不前。對(duì)于電池中的鋰來(lái)講，鈉是一種廉價(jià)且豐富的替代品。但是如果鈉暴露在水里，即使只是空氣中的水，鈉也會(huì)變成紫色和燃燒性物質(zhì)。