Small：金屬磷化物陽極在鈉離子電池中的最新應用與進展

一、 【研究背景】?

當前，全球能源沖突急劇惡化，開發利用新能源緩解能源危機迫在眉睫。由于鈉的地殼儲量遠高于鋰，許多研究人員將鈉離子電池(SIB)視為鋰離子電池(LIB)最強大的替代儲能系統之一。近年來，對新型高性能鈉離子存儲負極材料的研究越來越多，包括碳材料、金屬、合金、金屬氧化物、硫化物、磷和金屬磷化物等。在上述陽極候選材料中，磷基化合物由于其豐富的磷儲量，近年來備受關注并成為電化學領域的研究熱點。大量研究表明，磷與鍺(Ge)、錫(Sn)、銅(Cu)等金屬結合形成金屬磷化物可以在一定程度上提高磷基負極材料的可逆性、導電性和穩定性。因此，金屬磷化物應用于鈉離子電池的陽極是目前的研究前沿和重點之一。近日，上海工程技術大學唐博合金教授、芮一川副教授團隊在國際知名期刊Small上發表題為 “Metal Phosphide Anodes in Sodium-ion Batteries: Latest Applications and Progress” 的綜述論文。

二、【主要內容】

目前，金屬磷化物作為鈉離子電池的負極材料是一個研究熱點。本文綜述了金屬磷化物作為陽極的最新研究進展，介紹了鈉的儲存機理、金屬磷化物的合成方法以及研究人員為提高金屬磷化物電化學性能所做的改進。最后，基于最新的科學研究，展望了存在的機遇和挑戰。

圖1. 鈉離子電池的工作機理

圖2. 金屬磷化物應用于鈉離子電池的優缺點

圖3. 合成金屬磷化物的策略

圖4. 金屬磷化物的儲鈉機理及電化學性能測試

圖5. 多金屬磷化物的電化學性能測試

?三、【結論與展望】

通過調整陽極材料的尺寸和結構或與其他材料相結合，可以有效克服金屬磷化物循環過程中容量衰減的缺點。將顆粒尺寸減小到納米級，不僅可以提高金屬磷化物的電化學活性，還可以縮短鈉離子的擴散距離，從而提高金屬磷化物的電化學性能。同時，為了揭示磷化物在充放電過程中的結構變化行為，包括儲鈉機理和體積膨脹原理，還需要更全面的原位技術研究。此外，電解質添加劑對電池的性能也起著重要的作用。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202310426

本文由王瓏臻供稿。