钠离子电池详细

导语

近些天一辆小白车在中科院物理所出了名，不是由于她可爱的外表，而是因为她可爱的心灵——钠离子电池。没错，这辆小白车就是全球首辆使用钠离子电池驱动的低速电动汽车。中国科学院院长、党组书记白春礼在调研物理所期间，专门参观了该车（有图有真相）。

是什么让钠离子电池如此特殊？让我们通过9张图了解她吧！

“小白车”背后的故事

自2011年起，由胡勇胜研究员带领的研发团队在物理所三十多年锂电池研究积累的基础上，致力于低成本、安全环保、高性能钠离子电池技术的研发，独立开发了具有完全自主知识产权的钠离子电池体系，目前已经在正极、负极、电解质、添加剂、粘接剂等关键材料方面申请了30余项发明专利；已授权12项发明专利，其中包括美国和日本专利各1项。该体系选用资源丰富的钠作为活性元素，正负极材料分别选用成本低廉的钠铜铁锰氧化物和无烟煤基软碳，从而具备了明显的成本优势。经过七年的努力，胡勇胜研究员带领的研发团队在科研及技术方面不断取得突破性进展，目前钠离子电池的能量密度已达到120 Wh/kg，是铅酸电池的3倍左右。低成本钠离子电池有望在低速电动车、电动船、家庭储能、电网储能等领域获得应用。

2017年，依托物理所钠离子电池技术的国内首家专注于钠离子电池开发与制造的企业中科海钠科技有限责任公司注册成立，从此钠离子电池商业化进程得以加速，从电极材料的基础研发到放大制备和生产、从材料到电芯、从单体电池到电池模块、从电池组件到低速电动车，扎实推进，稳步前行。如今首辆钠离子电池低速电动车的亮相，标志着钠离子电池的商业化之路正式开启！

一次可乘四人，

以后妈妈再也不用担心我上班迟到啦！

或吃粽子迟到，

或看世界杯迟到，

……

欢迎转发评论，

为我国钠离子电池发展贡献一份力哦~

编辑：ikkiikki

二硫化钼(MoS2)作为经典的二维材料目前在能量储存领域获得了广泛的研究。众所周知，二硫化钼分为半导体相二硫化钼与金属相二硫化钼。目前被广泛研究的均为半导体相二硫化钼，此类二硫化钼存在的主要问题是材料本身几乎不导电，电子能隙高达1.9 eV。相对应的，金属相二硫化钼导电性能是半导体相的105倍，在储能领域更有应用潜质。

有鉴于此，美国东北大学Hongli等人将导电性更好的金属相二硫化钼均匀生长在自支撑的中空石墨烯管内、外表面，并第一次将金属相二硫化钼材料应用于钠离子电池领域，获得了优异的电化学性能。

图1. 3D MoS2-graphene-MoS2结构的制备示意图

图2. 金属相二硫化钼结构表征

研究人员通过气相沉积法，将石墨烯沉积于镍泡沫表面，然后将镍刻蚀，得到高比表面积的中空的石墨烯泡沫。然后通过水热法，将金属相的二硫化钼均匀生长于石墨烯的内外表面。XPS，XRD和Raman光谱表明所得材料为金属相二硫化钼复合石墨烯结构。

图3.金属相二硫化钼复合石墨烯材料扫描电镜形貌表征

扫描电镜形貌表征表明金属相二硫化钼均匀生长于石墨烯泡沫材料的内外表面。

图4. 金属相二硫化钼复合石墨烯材料透射电镜形貌表征

图5. 钠离子电池电化学性能表征

最终，所得金属相二硫化钼/石墨烯复合材料被作为钠离子电池负极材料进行研究，在电流密度为0.05 A/g的条件下循环200次依然可以保持313 mAh/g的比容量, 即使在2A/g的高电流密度下依然可以达到175 mAh/g.

Freestanding metallic 1T MoS2with dual ion diffusion paths as high rate anode for sodium-ion batteries. Adv.Funct. Mater. 2017, 1702998.