使用硫化銅的高性能鈉離子電池

研究人員提出了一種新策略，以硫化銅為電極材料來延長鈉離子電池的可循環性。該策略導致了高性能的轉化反應，隨著鈉離子電池替代鋰離子電池的出現，有望促進鈉離子電池的商業化。

Jong Min Yuk教授的團隊證實了硫化銅是一種穩定的鈉儲存機制，硫化銅是一種耐粉化的極好的電極材料，可引起容量恢復。他們的發現表明，使用硫化銅時，鈉離子電池的使用壽命超過5年，每天充電一次。更好的是，由豐富的天然材料(例如銅和硫)組成的硫化銅比使用鋰和鈷的鋰離子電池具有更好的成本競爭力。

在鋰離子電池中用作商業化陽極材料的插層型材料(例如石墨)由于層間距不足而無法用于高容量鈉存儲。因此，已經研究了轉化和合金化反應型材料以滿足陽極部分的更高容量。但是，這些材料通常會引起大體積膨脹和突然的晶體學變化，從而導致嚴重的容量降低。

該團隊證實，轉化反應中的半相干相界面和晶界在實現耐粉化轉化反應和容量回收中起著關鍵作用。

大多數轉化和合金化反應型電池材料通常會因反應前后具有完全不同的晶體結構和大體積膨脹而經歷嚴重的容量降低。然而，硫化銅經歷了逐漸的晶體學變化以形成半粘合界面，最終阻止了顆粒的粉碎。基于這種獨特的機理，研究小組證實了硫化銅無論其大小和形態如何都具有高容量和高循環穩定性。

Yuk教授說：“采用硫化銅的鈉離子電池可以促進鈉離子電池的發展，這可能有助于低成本儲能系統的發展并解決微塵問題。”