长安储能研究院：钠离子电池研究获新突破
随着全球新能源需求稳步增长，新兴储能赛道备受关注。铅酸蓄电池、三元锂离子电池等传统储能技术已经被广泛应用，然而这类传统技术已无法满足日益增长的市场需求。为进一步促进绿色清洁可再生能源的从国家范围到个人的普及，储能技术的再度革新成为了一个势在必行的时代趋势。
长安储能研究院认为，钠离子电池作为一种新兴储能技术解决方案，或可突破成为下一代的储能电池新主力。
想要进一步加强钠离子电池在储能领域的应用，实现更高效更安全的能源前景，就需要先解决其储存效率问题。长安储能研究院的科学家指出，钠离子的大半径导致了缓慢的氧化还原动力学和较低的钠离子存储效率。因此，开发具有良好的钠离子传输能力的合适的电极材料正成为解决SIB应用挑战的中心任务。
在钠离子电池各种负极材料中，具有较高理论容量和独特结构的金属硒化物引起了广泛的关注。尽管金属硒化物中的VSe2-x展现出明显的优势，其具有足够的钠离子嵌入和用于快速电子传输的高导电性，并且VSe2-x独特的多电子转移使其具有较高的理论容量和高的能量密度。然而，VSe2-x中弱的层间相互作用使充放电过程中的体积膨胀，导致结构的坍塌和较差的循环稳定性。同时，阴离子空位对钠离子存储的影响尚不清楚，相应的二维VSe2-x的钠离子电池性能也不尽人意。
面对钠离子电池所存在的技术挑战，近期武汉大学高等研究院史建平研究团队报道了一种具有丰富的Se空位和较大层间距的VSe2-x/氮掺杂碳纳米花(VSe2-x/NC)，且该项研究以“Defect and interlayer spacing engineering of vanadium selenide for boosting sodium-ion storage”为题在Journal of Materials Chemistry A上发表。
长安储能研究院的科学家将VSe2-x/NC作为SIBs负极材料的优势进行了三点精准概括。首先， Se空位的引入增加了VSe2-x的活性中心和电导率;其次，Se空位的形成和氨离子的插层扩大了VSe2-x的层间距，加速了离子传输，缓冲了电极体积的膨胀;第三，VSe2-x/NC独特的层次化纳米花形态提高了力学性能，提供了高度各向同性的钠离子传输途径。结合以上三点，可得出由VSe2-x/NC组成的SIB具有优异的比容量、良好的倍率性能和显著的循环稳定性。
在此项研究中，采用高通量的三聚氰胺辅助湿化学法间歇合成了具有丰富的Se空位和较大层间距的层状纳米花状VSe2-x/NC。毫无疑问，研究提供了一种巧妙的协同策略，通过设计缺陷和调整层间距来提高TMDCs的钠离子存储性能：Se空位增加了活性中心，降低了V-Se键能，促进了转化动力学。同时，VSe2-x中扩大的层间距加快了钠离子的输运效率。最终，由VSe2-x/NC负极组成的SIB具有超高的比容量、高的倍率性能和优异的循环稳定性。
此外，该研究还发现了超长寿命的钠离子全电池，其循环次数可超过2400次。这些极具突破性的研究结果代表了通过TMDCs的缺陷/结构工程来提高钠离子存储性能的重大进展，并使更安全的能源前景更接近现实。
在新能源技术探索的道路上，长安储能研究院始终不忘初心、牢记使命，以产学研用为目的，不断探索钠离子电池技术的革新，为提升钠离子电池效能助力。作为与西安交大国家储能研究平台的多位教授科学家共建的新能源储能科研平台，必将持续肩负探索更高效、更稳定和更安全的储能技术的社会责任，推动科技前沿发展，助力普惠绿色清洁能源至地球每一个体。
欲知更多新能源及储能行业技术科研资讯，欢迎关注“长安储能研究院”公众号，了解前沿科技成果。
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