研究证明钠离子电池是锂离子电池的重要替代品

钠离子电池是lIthostostost储存后储能的刺激性替代品高效率阳极材料仍然亚博网站下载有限。

基于磷的材料经常由于电导率低和巨大亚博网站下载的体积膨胀而经历性能较差，尽管它们为钠离子电池提供了大容量阳极。

基于北京技术大学旨在创建一种具有成本效益的钠离子电池，为此，他们合成了一系列基于P/SN的复合材料，这些复合材料可作为高稳定性和高容量阳极材料，使能够具有容量的完整电池亚博网站下载50个周期后保留97.7％。

Haijun Yu，高级电池材料和设备研究所，北京技术大学材料与制造学院的教授，负责研究团队的负责亚博网站下载通过便捷且具有成本效益的一步球铣削。研究人员在10月1日介绍了他们的方法^英石期刊问题能源材料的进步。

考虑到钠资源的高丰度和低成本，预计钠离子电池是广泛使用的锂离子电池的重要替代品。

Haijun Yu，北京科技大学的学习通讯作者兼教授

Yu进一步指出，高容量的阳极材料，例如磷，已经因其低排放电压，低成本和高理论能力而获得亚博网站下载了广泛的认可。

然而，磷通常会遭受大量膨胀，导致许多问题，例如结构崩溃，颗粒粉碎，从而快速的性能衰减。因此，通过与其他元素（例如TIN和构建精心设计的微观结构）适当合金来缓冲这些问题至关重要。

Haijun Yu，北京科技大学的学习通讯作者兼教授

“低体积扩张和长周期稳定的基于磷的复合阳极材料的发展已成为一个紧迫的问题。亚博网站下载开发具有成本效益且可扩展的方法来优雅地调整复合材料的微观结构以消除其缺点，这一点很重要，”Yu添加了。

在他们的论文中，研究人员通过便捷且具有成本效益的一步球铣削合成了一系列基于P/SN的复合材料。他们意识到了由晶体纳米构成组成的最佳结构，例如SN₄p₃，并嵌入并脱离无定形磷基质中。

该结构阻碍了金属SN基颗粒的聚集并增强了无定形磷的电导率，从而升级了电化学反应的能力。yabo214

此外，由于晶体结构域的尺寸较小和磷的无定形性，体积膨胀引起的颗粒塌陷被抑制，从而支持具有高稳定性的材料。

这种高度无序的复合阳极材料还发现，通过平均方式获得各种微观结构的局部结构信息，亚博网站下载即检查宏观量的材料而不是测试非常有限的区域是挑战的。

作为一种硬核定量技术，在此新鲜引入配对分布函数（PDF），以阐明其结构与其他技术合并，表示SN的形成和比率₄p₃和嵌入无定形基质中的SN晶体结构域。

作为一种强大的表征技术，PDF不仅为复杂系统提供局部结构信息，而且还可以计算有序甚至无序材料的组件。亚博网站下载Li和Huang强调，研究人员发明了新方法，包括第一次使用原子PDF，以定量检查SNP的比例和结构_X结晶域。

第一作者Baixu Chen指出，通过考虑低成本和高丰富的钠资源，预计钠离子电池有望成为广泛使用的锂离子电池的重要替代品。在他对钠离子电池电极材料的调查中，由于其低成本，低排放亚博网站下载电压和高理论能力而选择了锡和磷。

该研究阐明了对钠离子电池的理性设计和混凝土鉴定。亚博网站下载

Baixu Chen，北京技术大学研究第一作者

该小组强调，该研究调整并认识了基于P/SN的阳极材料的组件和微观结构，从而了解了钠离子电池的高性能阳极材料的设计。亚博网站下载

这项研究的贡献者包括北京技术大学的Baixu Chen，Yubo Yang，Xu Zhang，Jaffer Saddique和Haijun Yu；和赫比科学技术大学的Aibing Chen；亚博老虎机网登录Mingxue Tang，高压科学技术中心高级研究中心。亚博老虎机网登录

这项研究得到了中国国家自然科学基金会（21975006、21875007、22075007，U19A2亚博老虎机网登录018和51802009）的北京自然科学基金会（JQ19003）的支持，中国国家钥匙R＆D计划（2018YFB010104302），以及北京R＆D计划（2018yyfb010104302），北京R＆D计划（北京钥匙量）（2018YYFB0104302）（北京R＆D计划PXM2021_014204_0023）。

期刊参考：

Chen，B。，等。（2021）带有SNP的钠离子电池阳极结构_X无定形磷基质中的晶体结构域。能源材料的进步。doi.org/10.34133/2021/9795825。

来源：https://english.bit.edu.cn/