中國儲能網(wǎng)訊：自1990年鋰離子電池商品化以來，因其高能量/功率密度、質量輕、體積小等特點，小型電池現(xiàn)已廣泛用于移動電話、攝像機、筆記本電腦等便攜式電子設備。隨著鋰離子電池逐漸應用于電動汽車，鋰的需求量將大大增加，然而鋰的儲量是有限的，且分布不均，這對于發(fā)展大規(guī)模儲能的長壽命儲能電池來說，會是一個重要問題。基于此背景，我們迫切需要開發(fā)新型的長壽命儲能器件。由于鈉在地殼中有豐富的儲量，約占2.74 %，為第六豐富元素，分布廣泛；以及和鋰相似的電化學性質，室溫鈉離子電池又再次引起了大家的關注。與鋰離子電池相比，鈉離子電池的優(yōu)勢在于較低的成本，適合用于大規(guī)模儲能。
最近中國科學院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室（籌）清潔能源實驗室E01組胡勇勝研究員和武漢理工大學陳文教授聯(lián)合培養(yǎng)的博士生簡澤浪等開發(fā)出一種新型Na3V2(PO4)3/C復合材料。作為鈉離子電池正極時，充放電平臺在3.4 V左右（如圖1所示），其儲鈉平均電壓高于目前報道的鈉離子電池正極材料。 Na3V2(PO4)3/C復合材料的可逆容量達到100 mAh/g以上，接近其理論容量（117 mAh/g），首周庫侖效率高達98%。原位XRD研究表明，該材料儲鈉機制為一典型的兩相（ Na3V2(PO4)3 和NaV2(PO4)3）反應（如圖2所示），其充放電過程中體積形變較小，約為8.3%。具有NASICON結構的 Na3V2(PO4)3 （其中2個Na占據(jù)晶格中18e位置，1個Na占據(jù)6b位置）材料結構穩(wěn)定，Na+離子在脫嵌過程中，主體結構保持不變，循環(huán)穩(wěn)定，適合作為長壽命鈉離子儲能電池的正極材料，可以和硬碳等負極材料構建室溫鈉離子電池（如圖3所示）。該工作發(fā)表在Electrochemistry Communications, 2012, 14: 86-89上，為該雜志過去90天內下載量排前15名論文之一（http://www.journals.elsevier.com/electrochemistry-communications/most-read-articles/）。已申請了系列發(fā)明專利。相關工作得到了Advances In Engineering網(wǎng)站的報道。
上述工作得到了科技部儲能材料863創(chuàng)新團隊、科學院知識創(chuàng)新工程能源項目群方向性項目、科學院百人計劃的支持。
圖1 Na3V2(PO4)3 /C復合材料的典型充放電曲線
文章鏈接：
1.“Carbon coated Na3V2(PO4)3 as novel electrode material for sodium ion batteries”
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1388248111004619
2. Advances In Engineering網(wǎng)站相關報道：
http://advancesinengineering.com/chemical-engineering/carbon-coated-na3v2po43-as-novel-electrode-material-for-sodium-ion-batteries/
