钠离子电池由于其丰富的钠资源和潜在的低制造成本在大规模储能系统中展现出巨大的潜力。负极材料作为钠离子电池的关键组成之一与其电化学性能密切相关,因此亟需开发高性能负极材料推动钠离子电池商业化应用。在已报道的钠离子电池负极材料中,金属硒化物由于其大的理论容量被认为是一种很有前景的候选者。然而,金属硒化物较差的离子/电子电导率、低的初始库仑效率以及充放电过程中剧烈的体积变化不可避免的阻碍了其实际应用。迄今为止,研究人员开发了多种有效策略来提升金属硒化物的储钠性能。因此,我们对金属硒化物在钠离子电池中的研究进展以及改性策略进行了系统的讨论和总结。
图1. 钠离子电池中金属硒化物负极存在的问题及相应的优化策略
近日,BAT365官网碳中和技术创新研究院李林团队在国际权威期刊Advanced Functional Materials上发表题为《Developing high-performance metal selenides for sodium-ion batteries》的综述。本文对金属硒化物负极在钠离子电池近年来的研究进展进行了总结。介绍了金属硒化物的储钠机制:嵌入-转化反应和嵌入-转化-合金化反应。同时根据金属硒化物负极在钠离子电池中所面临的挑战,总结了金属硒化物的优化策略,即纳米结构设计、碳材料改性、调节电压窗口、电解液优化和构建异质结构。最后,对金属硒化物在钠离子电池中的潜在研究方向提出建议,包括开发简单且高效的优化策略提升储钠性能、利用先进的表征技术和理论计算进一步探索储钠的机制、组装大容量的软包电池实现大规模制备等。本综述可为高性能金属硒化物负极的优化和大规模应用提供指导,有助于加速金属硒化物负极在钠离子电池方面的研究进展。相关文章发表在Advanced Functional Materials上,BAT365唯一官网为第一通讯单位,BAT365官网博士后郝志强和2022级研究生石小燕为第一作者,BAT365官网侴术雷教授和李林特聘教授为该论文共同通讯作者,相关工作受到国家自然科学基金和浙江省自然科学基金项目的资助。
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原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202208093