中国研究团队推动钠离子电池实用化进程，锡基负极技术取得突破
中国研究团队推动钠离子电池实用化进程，锡基负极技术取得突破
在应对电池续航不足、冬季性能下降以及充电速度缓慢等问题上，科研人员近日取得了新的进展。由中国科学院物理研究所主导的团队攻克了锡基负极的关键技术难题，使低成本、高能量密度的钠离子电池更接近商业化应用，为缓解当前电池技术瓶颈带来了新希望。
钠离子电池具备资源分布广泛、原材料易获取和生产成本低等优势，因此在性价比方面具有显著竞争力。然而，其能量密度相对偏低，难以满足高续航要求。锡基负极材料被视为提升电池性能的优选方案，其理论容量和密度均优于传统碳材料，能够在有限体积内存储更多电能，同时具备良好的安全性和可加工性，甚至可兼容当前的电池生产线。但锡基负极存在一个长期困扰产业界的问题——在充放电过程中体积变化剧烈，反复膨胀与收缩易导致材料粉化，从而造成容量快速衰减。传统改进手段往往在提升稳定性的同时牺牲了容量，或增加了制造成本。
为解决上述问题，该研究团队引入了一种创新结构：通过单壁碳纳米管对锡颗粒的强吸附作用，构建出一个稳定的“支架网络”。该网络不仅在电极制备阶段有效防止锡颗粒聚集，提升材料分布的均匀性，还能在充放电循环中稳固地固定锡颗粒，缓解其体积变化带来的结构损伤。
研究团队还采用人工智能与拓扑学相结合的分析方法，深入揭示了材料结构演变与电化学性能之间的关系。实验结果显示，这种“支架网络”在锡颗粒膨胀或收缩时仍能维持结构完整性，确保锡颗粒在多次循环中保持良好的电接触与反应活性。基于该方法制备的锡负极材料展现出优异的性能：其可逆容量达到789.4毫安时/克，即便在2安培/克的大电流密度下，经历6000次循环后仍能保持87.6%的容量。
在实现公斤级材料制备后，团队进一步组装了钠离子电池样品，其体积能量密度超过453瓦时/升，支持4C高倍率充放电，并能在15分钟内完成快速充放。在-20℃的低温条件下，电池依然表现出稳定的性能。
这项研究成果为锡基负极材料的实用化提供了清晰的技术路径，推动了高能量密度、低成本钠离子电池的产业化发展。未来，该技术有望改善当前电池在续航、充电速度及低温适应性等方面的不足，在大规模储能系统等领域展现出广阔的应用前景。
研究成果已发表于国际权威期刊《自然-能源》（Nature Energy）。
版权声明：除特殊说明外，本站所有文章均为字节点击原创内容，采用BY-NC-SA知识共享协议。原文链接：https://byteclicks.com/77850.html。转载时请以链接形式标明本文地址。转载本站内容不得用于任何商业目的。本站转载内容版权归原作者所有，文章内容仅代表作者独立观点，不代表字节点击立场。报道中出现的商标、图像版权及专利和其他版权所有的信息属于其合法持有人，只供传递信息之用，非商务用途。如有侵权，请联系 gavin@byteclicks.com。我们将协调给予处理。
查看全文
作者最近更新
-
花卉温室智能环境控制系统：基于 LES20-SHT40-S2-RS485 温湿度变送器的应用方案感知观察
05-29 20:44 -
星驿支付携手生态伙伴，共筑全球数字商业新生态感知观察05-29 18:29
-
瑞典ENVAC亮相2026北京科博会，以智能固废收运技术助力绿色城市建设感知观察05-19 17:06
评论0条评论