Small：金属磷化物阳极在钠离子电池中的最新应用与进展

一、 【研究背景】 

当前，全球能源冲突急剧恶化，开发利用新能源缓解能源危机迫在眉睫。由于钠的地壳储量远高于锂，许多研究人员将钠离子电池(SIB)视为锂离子电池(LIB)最强大的替代储能系统之一。近年来，对新型高性能钠离子存储负极材料的研究越来越多，包括碳材料、金属、合金、金属氧化物、硫化物、磷和金属磷化物等。在上述阳极候选材料中，磷基化合物由于其丰富的磷储量，近年来备受关注并成为电化学领域的研究热点。大量研究表明，磷与锗(Ge)、锡(Sn)、铜(Cu)等金属结合形成金属磷化物可以在一定程度上提高磷基负极材料的可逆性、导电性和稳定性。因此，金属磷化物应用于钠离子电池的阳极是目前的研究前沿和重点之一。近日，上海工程技术大学唐博合金教授、芮一川副教授团队在国际知名期刊Small上发表题为 “Metal Phosphide Anodes in Sodium-ion Batteries: Latest Applications and Progress” 的综述论文。

二、【主要内容】

目前，金属磷化物作为钠离子电池的负极材料是一个研究热点。本文综述了金属磷化物作为阳极的最新研究进展，介绍了钠的储存机理、金属磷化物的合成方法以及研究人员为提高金属磷化物电化学性能所做的改进。最后，基于最新的科学研究，展望了存在的机遇和挑战。

图1. 钠离子电池的工作机理

图2. 金属磷化物应用于钠离子电池的优缺点

图3. 合成金属磷化物的策略

图4. 金属磷化物的储钠机理及电化学性能测试

图5. 多金属磷化物的电化学性能测试

 三、【结论与展望】

通过调整阳极材料的尺寸和结构或与其他材料相结合，可以有效克服金属磷化物循环过程中容量衰减的缺点。将颗粒尺寸减小到纳米级，不仅可以提高金属磷化物的电化学活性，还可以缩短钠离子的扩散距离，从而提高金属磷化物的电化学性能。同时，为了揭示磷化物在充放电过程中的结构变化行为，包括储钠机理和体积膨胀原理，还需要更全面的原位技术研究。此外，电解质添加剂对电池的性能也起着重要的作用。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202310426

本文由王珑臻供稿。