钠离子电池碳基负极材料研究进展_胡明祥2017.pdf

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1、第31卷第1期齐鲁工业大学学报Vol．31No．12017年2月JOUＲNALOFQILUUNIVEＲSITYOFTECHNOLOGYFeb．2017文章编号:1004－4280(2017)01－0001－08DOI:10．16442/j．cnki．qlgydxxb．2017．01．001钠离子电池碳基负极材料研究进展*胡明祥，吕瑞涛(清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室，北京100084)摘要:作为一种重要的下一代储能器件，钠离子电池正日益受到关注。目前其正极材料的性能已与锂离子电池相当，开发高性能的负极材料是制约其应用的瓶颈问题。

2、本文综述了钠离子电池常用的负极材料(包括合金类材料、金属氧化物、硫化物以及碳材料)的最新研究进展，尤其是对不同维度的碳基材料在钠离子电池负极中的应用做深入探讨，并对该领域未来的研究方向进行了展望。关键词:钠离子电池;负极材料;碳材料;多级结构中图分类号:TQ035文献标识码:AＲecentProgressonCarbon-basedAnodeMaterialsforSodium-ionBattery*HUMing-xiang，LVＲui-tao(KeyLaboratoryofAdvancedMaterials(MOE)，SchoolofM

3、aterialsScienceandEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract:Asanimportanttypeofthenext-generationenergystoragedevices，sodium-ionbatteries(SIBs)areattractingincreasingresearchattentions．ComparedwiththecathodematerialsofSIBs，developinghigh-performanceanode

4、materialsisbecomingabottleneckissuewhichwilllimitthepracticalapplicationsofSIBs．ThisarticlesummarizestheresearchprogressesondifferentanodematerialsforSIBs，includingalloys，metaloxides，metalsulfidesandcarbon-basedmaterials．Inparticular，theapplicationsofcarbon-basedstructure

5、swithdifferentdimensionalitiesasanodematerialsforSIBsarediscussedindetail．Basedoncurrentachievements，theperspectivesandfutureresearchalongthislineareproposed．Keywords:sodium-ionbattery;anodematerials;carbon-basedmaterials;hierarchicalstructures能源和环境问题已成为制约人类社会可持续发大规模储能器件长

6、期应用，因此开发原料来源广泛、展的两个重要问题:一方面，对化石能源需求的与日低成本、高性能的新型电池材料迫在眉睫。此外，我俱增和其储量有限之间的矛盾日益凸显;另一方面，国目前正在大力推广电动汽车(EV)，作为其核心组其长期和大量使用带来的环境问题(如温室效应、件，新型高性能储能器件及相关材料的开发也越来雾霾等)也日益严峻，因此发展清洁可再生能源至越受到国家的高度重视。关重要。但是目前常见的清洁可再生能源(如太阳钠离子电池(SIBs)的研究实际上起始于上个世［1］［1，2］能、风能、潮汐能等)，由于具有不稳定性，需要借纪60年代，但由于锂离

7、子电池(LIBs)的成功商助储能器件来存储使用。近30年的实践已经证明业化搁置了钠离子电池的研究。本世纪以来，因为了锂离子电池是一种性能优异的二次电池，但锂储锂资源价格的持续上升，对钠离子电池的研究日益量有限、价格昂贵且资源分布地域不均，不利于作为受到重视。金属钠与锂在元素周期表中处于同一主收稿日期:2016－08－12网络出版时间:2017－01－01基金项目:973计划－青年科学家专题项目(2015CB932500);国家重点基础研究发展计划(2014CB932401)作者简介:胡明祥(1993—)，硕士生，研究方向:钠离子电池负极材

8、料．*通讯作者:吕瑞涛(1980—)，博士，助理教授，博士生导师;lvruitao@tsinghua．edu．cn．2齐鲁工业大学学报第31卷［20］族，钠离子的直径(1．06)略大于锂离子