一、鈉離子電池是什么

鋰離子電池運用越來越貼近百姓生活，但地球上鋰資源非常有限，且挖掘成本高。開發(fā)一種代替電池成為各國科學(xué)家努力的重要方向。南京理工大學(xué)夏暉教授與中外團隊協(xié)作，開創(chuàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和調(diào)控辦法，在錳基正極材料研討方面獲得重要進展，使低成本鈉離子電池有望代替鋰離子電池，相關(guān)成果宣布在最新一期《自然·通訊》上。

鈉離子電池

鈉資源豐富，挖掘費用僅為鋰的百分之一，因此鈉離子電池的研發(fā)成為科研人員爭相“開墾”的范疇。而層狀結(jié)構(gòu)的錳酸鈉正極材料具有理論容量高、價格低廉及來歷廣泛等利益，使之成為鈉離子電池正極材料的熱門研討目標。

但由于錳酸鈉正極材料的層間隔狹窄，充放電過程中，半徑較大的鈉離子在層間遷移時，會“擠壞”正極材料的結(jié)構(gòu)，成為限制鈉離子電池研發(fā)的要害難點。除層間隔外，影響鈉離子電池功能的另一重要因素為層狀結(jié)構(gòu)中的鈉離子含量。不少科研人員測驗通過各種辦法制備出了不同層狀結(jié)構(gòu)的錳酸鈉，但功能指標難以滿足實際運用需求。

二、鈉離子電池為何有望代替鋰電池

夏暉教授團隊開創(chuàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和調(diào)控辦法，與中科院物理所谷林研討員及美國加州大學(xué)圣地亞哥分校孟穎教授協(xié)作，在水鈉錳礦層狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，成功制備出兼具大層間隔與高鈉離子含量的層狀納米正極材料。

這種正極材料制成的電極比容量達到211.9毫安時每克，而現(xiàn)在市面上流通的鋰電池正極材料比容量約為140毫安時每克。充放電過程中，這種正極材料結(jié)構(gòu)安穩(wěn)無相變，體積改變僅為2%，循環(huán)充放電1000次后，比容量堅持率高達94.6%，而電池職業(yè)一般的比容量堅持率規(guī)范約為80%。