鋰離子電池雖已用于人們生活的方方面面，但科學家一直認為，在大規(guī)模能量存儲方面，鈉離子電池比鋰離子電池更安全，成本更低，但因壽命短，短期內(nèi)無法應(yīng)用。日前，中美科學家聯(lián)合開發(fā)出一種新型結(jié)構(gòu)的硫化銻基負極材料，使硫化銻基鈉離子電池由以前的不超過500個循環(huán)提升到900個循環(huán)，壽命幾乎可媲美鋰電池，且比容量是鋰離子電池負極材料(石墨)容量的1.5倍。相關(guān)成果發(fā)表在納米領(lǐng)域頂尖雜志《ACS納米》上。

論文第一作者，華南理工大學環(huán)境和能源學院副教授熊訓輝接受科技日報記者采訪時表示，鈉離子電池工作原理與鋰離子電池類似，都是利用離子在正負極之間嵌脫過程實現(xiàn)充放電。但前者因鈉資源豐富而成本更低，且因其電壓平臺高，安全性更高。不過，由于現(xiàn)有鈉離子電極材料性能不理想，從上世紀80年代至今，尋找合適的電極材料一直是鈉離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。

熊訓輝和美國佐治亞理工學院材料科學與工程學院教授劉美林等開發(fā)出一種簡單的方法，即商業(yè)硫化銻與氧化石墨烯于硫化鈉溶液后混合，再通過控制結(jié)晶和燒結(jié)制備改性石墨烯與納米硫化銻的復合材料。該材料和鈉片組裝成半電池時，在快速充放電(充放電40分鐘左右完成)900個循環(huán)后容量保持率仍高達83%。

研究人員通過理論計算證明，改性后的石墨烯對硫化銻以及其放電產(chǎn)物具有更好的固定作用，能更有效穩(wěn)定材料的結(jié)構(gòu)以及防止活性物質(zhì)從石墨烯上脫落。與已有報道相比，該復合材料具有鈉離子電池銻基負極材料最好的循環(huán)性能，使鈉離子電池實現(xiàn)應(yīng)用邁近了一大步。