湖南大学吴英鹏课题组：双机理钠存储机制实现高性能储能

湖南大学吴英鹏课题组：双机理钠存储机制实现高性能储能

钠基储能器件（包括钠离子电池和钠金属电池）因其丰富的资源和低成本优势，被视为下一代储能技术的重要候选者。然而，钠离子电池存在能量密度低、反应动力学缓慢等问题，而钠金属电池则面临枝晶生长导致的安全隐患。针对这些挑战，湖南大学吴英鹏教授课题组在《Small》期刊上发表最新研究成果，首次提出了一种创新的双机理钠存储机制。

双机理钠存储机制：结合两种电池优势

研究团队提出的新机制旨在融合钠离子电池的高安全性和钠金属电池的高容量优势，同时克服各自的缺点。具体来说，这种双机理储能模式能够突破钠离子电池负极固有容量的限制，并解决钠金属电池枝晶生长的问题，从而实现兼具高比能和长寿命的钠基储能器件。

三维铋电极：实现双机理储能的关键

为了验证这一创新机制的可行性，研究团队选择了三维铋电极作为研究模型。前期研究表明，铋基电极具有高钠离子迁移率和低反应能垒的特性，能够确保钠离子的快速传输。同时，钠铋合金的亲钠特性有助于实现均匀的钠离子沉积，而三维结构则能有效缓解电极在充放电过程中的应力问题。

实验结果表明，基于双机理储能模式的三维铋电极（HNTB）展现出优异的性能：

• 在1 A g-1的电流密度下，固定容量为1000 mAh g-1时可稳定运行1000小时
• 同样电流密度下，固定容量提升至2000 mAh g-1时仍能稳定运行800小时
• 最大固定容量可达3100 mAh g-1，稳定循环约600小时

这一突破不仅为钠基储能器件的发展开辟了新路径，也为其他新型储能技术的研发提供了创新思路。

本文原文来自X-MOL