使用硫化铜的高性能钠离子电池

研究人员提出了一种使用硫化铜作为电极材料来延长钠离子电池循环性的新策略。这种策略导致了高性能的转换反应，并有望推动钠离子电池的商业化，因为它们是锂离子电池的替代品。

Jong Min Yuk教授的团队使用硫化铜确认了稳定的钠储存机制，硫化铜是一种耐粉碎的优质电极材料，可以提高容量。他们的研究结果表明，当使用硫化铜时，钠离子电池的使用寿命将超过五年，每天一次充电。更好的是，由铜和硫等丰富的天然材料组成的硫化铜比使用锂和钴的锂离子电池具有更好的成本竞争力。

用作锂离子电池中的商业化阳极材料的插入型材料如石墨由于其层间距不足而不能用于高容量钠储存。因此，已经探索了转化和合金化反应型材料以满足阳极部分中更高的容量。然而，这些材料通常会引起大体积膨胀和突然的晶体学变化，这导致严重的容量降低。

该团队证实，转化反应中的半相干相界面和晶界分别在实现耐粉化转化反应和容量恢复方面发挥了关键作用。

大多数转化和合金化反应型电池材料通常由于在反应之前和之后具有完全不同的晶体结构和大的体积膨胀而经历严重的容量降低。然而，硫化铜经历逐渐的晶体学变化以形成半相干界面，这最终防止了颗粒的粉碎。基于这种独特的机理，该团队证实，硫化铜无论其尺寸和形态如何都具有高容量和高循环稳定性。

Yuk教授说：“使用硫化铜的钠离子电池可以推进钠离子电池的发展，这有助于低成本储能系统的发展，并解决微尘问题”

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