2025-12-05 13:28
近日，记者从华北理工大学获悉，该校2024级硕士研究生刘佳庆以第一作者在《先进功能材料》发表综述文章，对异质结材料在钠离子电池(SIBs)负极中的应用及理论计算研究的进展进行了全面总结，并通过密度泛函理论计算，预示了迁移势能与能带变化的影响，分析了当前主要的负极材料类型和存在的挑战。
据悉，SIBs作为一种新兴的能量储存技术，近年来受到广泛关注。随着锂资源的逐渐枯竭及其价格的波动，SIBs因其原材料资源丰富、成本低廉而成为研究热点。
这种电池利用钠离子在正负极之间的移动进行能量转化，与锂离子电池有着相似的工作原理，但在能量密度和循环寿命等方面仍面临挑战。科研人员正在积极探索钠离子电池的性能优化和材料改进，以实现其在电动汽车和可再生能源储存等领域的广泛应用。
然而，与锂离子电池相比，SIBs的能量密度相对较低，这主要是由于钠离子的更大半径及其在嵌入和脱嵌过程中的动力学限制。传统单一材料作为钠离子电池负极时，仍面临动力学迟缓、体积膨胀显著及循环稳定性不足等问题。因此，研究人员正在探索新型的负极材料和优化其结构，以提高钠离子在材料中的扩散速率及电化学性能。
在这篇综述中，作者提出了一种利用跨维度异质结复合材料的策略，以有效提高钠离子电池的比容量、倍率性能和循环稳定性，同时指出，通过合理设计异质结界面，可以形成内建电场，从而有效地优化了电子和离子的传输路径。此外，通过精确控制缺陷(如空位工程)，可以改善材料的电子结构和钠离子扩散行为，从而进一步提升电池性能。
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