中國(guó)粉體網(wǎng)訊  隨著碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略的貫徹實(shí)施，新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入快車道。正極材料作為電池成本占比最高的一部分，其市場(chǎng)需求迎來了爆發(fā)式的增長(zhǎng)。2023年8月15日到16日，2023先進(jìn)正極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨第一屆鈉離子電池材料技術(shù)研討會(huì)在山城重慶隆重召開，會(huì)議期間，我們邀請(qǐng)到了業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者，優(yōu)秀企業(yè)家代表做客對(duì)話欄目，進(jìn)行訪談交流。本期，我們邀請(qǐng)到的是北京理工大學(xué)的吳川教授。

吳川，博士，材料學(xué)院教授、副院長(zhǎng)，博士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期從事先進(jìn)能源材料研究，長(zhǎng)期從事先進(jìn)能源材料的研究工作，目前的研究領(lǐng)域主要關(guān)注能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)體系及其關(guān)鍵材料，包括鋰離子電池、鈉離子電池、鋁二次電池以及其他高性能二次電池新體系；開展新型儲(chǔ)能材料、多電子電極材料、潔凈能源催化劑的合成、結(jié)構(gòu)與電化學(xué)表征。

粉體網(wǎng)：吳教授，表面包覆作為一種常用的改性手段，目前常用于硬碳負(fù)極包覆的材料有哪些？

吳川教授：表面包覆技術(shù)可以對(duì)鈉離子電池硬碳負(fù)極的循環(huán)性能不佳、首效較低等問題進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)，從而影響鈉離子電池的能量密度、循環(huán)壽命和安全性等，對(duì)提高電池整體性能在領(lǐng)域具有重要意義。目前常用于硬碳負(fù)極表面包覆的材料主要包括具有良好導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性的導(dǎo)電性聚合物（如聚苯胺、聚噻吩等）、具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的導(dǎo)電性能的碳納米管、金屬氧化物（如氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋅等）以及導(dǎo)電聚合物/碳納米管復(fù)合材料等。

粉體網(wǎng)：除了包覆以外，優(yōu)化鈉電池電極/電解質(zhì)界面的措施還有哪些？

吳川教授：除了包覆以外，優(yōu)化鈉電池電極/電解質(zhì)界面的措施還有界面改性、電解液優(yōu)化和電化學(xué)處理等。例如，通過在電極表面引入功能性材料，或石墨烯、碳納米管等導(dǎo)電添加劑等，對(duì)界面進(jìn)行改性以提高電極反應(yīng)活性�；蛘咄ㄟ^調(diào)節(jié)電解質(zhì)濃度和類型、引入電解質(zhì)添加劑或和表面活性劑等來改善電解液的穩(wěn)定性和電化學(xué)性能。還可以通過不同電位下的極化處理，在電極表面形成致密的保護(hù)層以減少電極與電解液之間的直接作用，達(dá)到優(yōu)化電極/電解質(zhì)界面的目的。

粉體網(wǎng)：目前，針對(duì)主要的三種鈉電正極材料技術(shù)路線：層狀氧化物路線、聚陰離子路線、普魯士藍(lán)類路線，它們適配的電解液有何不同？

吳川教授：層狀氧化物正極對(duì)空氣和水分比較敏感，適配的電解液可選擇成本較低且在高電位下穩(wěn)定的酯類電解液，必要時(shí)還可匹配相應(yīng)的功能性添加劑。聚陰離子型正極具有優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性，可兼容酯類和醚類電解液，一般不需要功能性添加劑；而對(duì)于一些工作電位較低的聚陰離子型正極，可優(yōu)選儲(chǔ)鈉動(dòng)力學(xué)更為優(yōu)異的醚類電解液。普魯士藍(lán)類正極具有較低的溶度積常數(shù)，可有效避免其在水溶液中的溶解流失，因此其也可以匹配水系電解液。若為了獲得更寬的工作電壓窗口和更高的能量密度，通常還是會(huì)關(guān)注酯類有機(jī)電解液。

粉體網(wǎng)：目前鈉離子電池基本上都是基于有機(jī)系電解液，您如何看待水系鈉離子電池？

吳川教授：水系鈉離子電池具有安全性較高、環(huán)境友好、離子導(dǎo)電率高等特性，有望在未來的大規(guī)模儲(chǔ)能中發(fā)揮作用。然而，水系鈉離子電池也存在一些制約其發(fā)展的問題，其電極過程中的副反應(yīng)、較窄的電壓窗口等問題可能限制其在某些高能量密度應(yīng)用中的競(jìng)爭(zhēng)力；此外，循環(huán)穩(wěn)定性的挑戰(zhàn)也可能限制水系鈉離子電池的壽命和可靠性，影響其優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。

粉體網(wǎng)：您覺得鈉電池有發(fā)展固態(tài)電解質(zhì)的必要嗎？

吳川教授：固態(tài)電解質(zhì)可以有效避免電解質(zhì)的揮發(fā)和泄漏，有利于提高電池的穩(wěn)定性和可靠性。固態(tài)電解質(zhì)中的鈉離子和陰離子通過固態(tài)電解質(zhì)中的結(jié)構(gòu)孔道運(yùn)動(dòng)，沒有伴隨溶劑分子的運(yùn)動(dòng)，因此電化學(xué)效率高較。固態(tài)電解質(zhì)是一個(gè)很好的研究方向，有利于進(jìn)行技術(shù)積累，在動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池領(lǐng)域均得到了重視，其界面相容性和離子輸運(yùn)問題是實(shí)際應(yīng)用中需要著重解決的關(guān)鍵問題。

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安）

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