近日,我院特种电池团队在《Advanced Materials》期刊上发表了题为“Bridge the Gaps Between Lab-Level Sodium-Ion Coin Cells and Practical Pouch Cells”的综述论文,论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202521756。
钠离子电池在学术界和工业界备受关注,然而实验室研究多侧重于活性材料本征性能,实验条件比较理想;实用化软包电池须在有限电解液、特定正负极容量比以及高面载量等严苛工况条件下运行,并且软包电池涉及更复杂的叠片工艺、机械压力分布以及散热管理。针对软包电池面临的能量密度损失与循环稳定性瓶颈,该工作系统总结了从材料、界面到电芯工程的多维度优化策略。建议通过正极材料的掺杂与包覆调控、负极预钠化技术以及功能电解液的开发,构建高机械强度且具备快速离子传导能力的界面相。深入探讨了在受限空间内抑制电解液氧化分解与活性钠损耗的关键手段,针对软包电池的产气问题提出了针对性的解决方案。为了缩短实验室研究向产业化转化的周期,该工作建议学术界在做研究时,应更多参考实用化指标进行性能评估,如图所示。通过建立更具工程意义的测试标准,可以更准确地筛选出具备商业化潜力的材料体系,从而推动钠离子电池在储能及动力领域的规模化应用。

图. 实验室电池组装和测试的标准化建议
郑州大学材料科学与工程学院为该工作第一单位,张枭副研究员为第一作者,牛朝江教授为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、河南省科技攻关计划等项目的支持。