什么是改性研究,钠离子电池阳极材料改性研究有哪些进展和实际应用

改性研究是指在保持材料或制品原性能的前提下,赋予其表面新的性能,如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等。

钠离子电池阳极材料改性研究的进展包括:

  • 碳纳米材料:通过对碳纳米材料进行改性、掺杂,开发高性能钠离子电池阳极。例如,使用酰胺化中碳微珠(MCMB)结构设计策略,扩大MCMB层间距离并增加活性位点,所制备的电极具有高比容量和良好的循环性能。
  • 过渡金属硒化物:具有高理论比容量、良好的循环稳定性和优异的倍率性能,是一种很有前途的钠离子电池阳极材料。例如,制备铁铜锡三元硒化物纳米材料,通过多元复合或掺杂,形成均匀的元素分布,提高了硒化物的导电性和倍率性能。
  • 合金材料:通过引入液态Na-K合金界面,改善固态钠离子电池阳极/电解质界面的润湿性,抑制钠枝晶生长,提高电池的循环寿命和倍率性能。
  • 金属氧化物:具有较高的理论容量和安全性,但本征导电性较差,在钠离子插入/萃取过程中体积效应严重。通过与其他材料复合或掺杂,可改善其电化学性能。例如,将氧化石墨烯包覆的Co3O4纳米粒子与掺氮石墨烯复合,制备出的Co3O4/N-GO电极具有高可逆容量和良好的循环稳定性。

钠离子电池阳极材料改性研究的实际应用包括:

  • 储能系统:钠离子电池具有低成本、长寿命和高安全性等突出优势,有望应用于低速电动车、可再生能源大规模接入和智能电网等领域。
  • 电子产品:随着电子产品对电池能量密度和功率密度的要求不断提高,钠离子电池有望在未来的电子产品中得到应用。
  • 电动汽车:钠离子电池的应用可以进一步提高电动汽车的行驶里程和使用效率,降低电动汽车的制造成本。