新技術問世！用於新型儲鈉的三維石墨烯網路電極

關於尋找新型電池替代鋰離子電池的研究使得科學家對鈉元素做了大量的工作，鈉元素在地球上的儲量極為豐富，並且在下一代新型電池系統中有著很好的應用前景。鈉離子電池的儲能機制與鋰離子電池類似，但價格要低得多，這使得它在商業大規模應用上更具吸引力。

然而，鈉離子半徑要比鋰離子更大，所以在鈉基電池系統中的離子遷移率更低，從而導致了其電池容量快速衰減。由於在循環過程中，鈉離子的嵌入/解離時伴隨著更大的體積變化，電極會發生更嚴重的結構退化。實際上，鈉電池相對於鋰電池的潛在優勢還存在著一定的爭議:因為鈉基電池並不像鋰基電池那樣耐用。

在中國，由多個研究機構合作建立的團隊現在已經為解決這些問題做出了重大突破。他們製作出了一種基於3D石墨烯網路的新型複合電極，結合上石墨烯，任何常用的電極材料都適用於製作鈉電池的電極。在這項工作中是以Na3V2（PO4）3，MoS2和TiO2為例，但這些研究人員設計的簡單方法可以擴展到適應其他典型的電極材料。

他們的技術首次採用一個混合步驟，即將預期的活性電極材料前體與氧化石墨烯結合。然後將該結合體放在聚苯乙烯氣氛下冷凍乾燥，接著進行煅燒，這會使得氮和硫混合摻雜進石墨烯中並形成一種有活性物質附著在石墨烯上的多孔3D複合結構。多孔結構對於循環過程中的大體積變化有著良好的適應性，並具有良好的導電性和離子傳導性。

利用在3D石墨烯網路電極結合上Na3V2(PO4)3 可以構建一個全對稱的電池，並且可以觀測到優異的性能。這種電池系統具有極好的可逆性、循環穩定性和優異的倍率性能。在20℃下經過600次循環後其電池容量仍為69mAhg-1。

原文來自advancedsciencenews，原文題目：3D Graphene Network Electrodes for Impressive Sodium Storage，由材料科技在線匯總整理。

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