|
|
化石燃料的广泛使用和随之而来的环境污染、资源短缺，推动了人们对清洁能源和相关储能器件的极大需求。由于电化学储能系统如燃料电池、超级电容器和锂离子电池等，具有转换效率高并可实现零排放的优点，吸引了研究者的广泛研究兴趣并在各个领域得到了重要的应用。作为新一代储能电源，钠离子电池具有显著的资源和成本优势，被视为锂离子电池的合适替代品，在大规模储能领域有着巨大的应用前景。然而，Na+的较大半径导致嵌/脱钠动力学缓慢、充放电过程中电极材料体积膨胀大，造成材料结构粉碎，电池循环寿命短和倍率能力有限。因此，探索有效的策略以提升电极材料的结构稳定性和Na+离子的扩散动力学，进而获得令人满意的比容量和循环寿命，是钠离子电池发展亟待解决的问题。
异质结构由两种或多种组分通过物理（例如范德华力）和化学相互作用结合，所构成的异质界面产生的内置电场效应，有助于加速钠离子扩散动力学、增加离子吸附能、改善结构稳定性、提高电导率和电荷转移效率、富集活性位点等。因此，构建异质结构负极可以实现稳定的纳米结构以及优异的Na+储存性能。
本工作中，我们对近五年来金属硫族化合物异质结构储钠负极的最新进展进行了归纳总结，并提出了实际应用中需要解决的三个关键方面。首先对异质结构在改善钠离子电池电化学性能中的重要作用进行了概述，对金属硫族化合物基异质结构储钠负极的常用合成方法进行了详细的分类介绍，并讨论了不同类型的金属硫族化合物基异质结构储钠负极的最新研究进展及存在的问题。最后，我们提出了硫族化合物金属基异质结构负极在实际应用中可能面临的挑战和未来值得探索的方向，以解决金属硫族化合物基异质结构在钠离子电池中存在的问题，实现长寿命和高倍率性能钠离子电池。
Y. Miao, Y. Xiao, S. Hu, et al. Chalcogenides metal-based heterostructure anode materials toward Na+-storage application. Nano Research. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4943-9.
|
|
发表于 2022-11-2 09:21:02
