盖世汽车讯 据外媒报道，最近在期刊《Nano Macro Small》上发表的一篇文章中，由中国和德国研究人员组成的团队探讨了钴锡（Co-Sn）硫化物的合成方法，以提升钠离子电池（SIB）的性能和稳定性。该研究旨在解决锂离子电池（LIB）的局限性，通过优化先进阳极材料的合成工艺，开发更高效、可持续的钠基储能系统。

（图片来源：onlinelibrary.wiley.com）

钠离子电池技术进展

近年来，作为LIB富有前景的替代品，SIB日益受到关注，这要归功于钠的储量丰富且成本较低。但是SIB存在一定的局限性，如容量损失快和反应动力学缓慢。这些问题源于钠离子半径较大，可能导致电极材料结构不稳定。

为了解决这个问题，过渡金属硫化物（如钴和锡硫化物等）被视为SIB阳极的有潜力选项。它们具有高比容量和存储多个电子的能力，有望提高电池性能。

探讨二元金属硫化物的合成过程

在这项研究中，该团队利用不同的硫化和碳化顺序来合成碳包覆钴锡硫化物（CSS），以探讨加工顺序如何影响电化学性能。

研究人员制作了三种变体：CSS-C0（仅硫化）、CSS-C1（同时进行硫化和碳化）和CSS-C2（先硫化后碳化），并使用一系列表征技术来分析合成材料。结果发现，所采取的合成方法能够明显影响Co-Sn硫化物阳极的电化学性能。通过一步法制备的CSS-C1样品表现出优异的钠离子存储动力学，在电流密度为0.5 A g-1时可逆容量达到575 mAh g-1。值得一提的是，它在10 A g-1下经过2300次循环后的容量保持率达90.2%，具有卓越的稳定性。与之相反，CSS-C0和CSS-C2的性能表现较差，‌CSS-C0仅循环70次后失效。

研究人员强调，一步合成法提高了结晶度，可以减少结构缺陷并提升电导率，有助于提高CSS-C1的电化学稳定性。此外，CSS-C1中的碳硫（CS）键有利于电子转移，并减轻钠离子存储过程中的体积变化，从而进一步提高循环稳定性。电化学评估证实，CSS-C1在多个循环中保持了出色的可逆性。

增强型钠离子电池的实际应用

这项研究对于开发先进的SIB具有重要意义，尤其适合电网稳定和可再生能源整合等大规模储能应用。Co-Sn硫化物的优化合成，特别是CSS-C1阳极，解决了容量下降和动力学缓慢等问题，使CSS-C1成为电动汽车和便携式电子产等应用的有前景选项。随着对替代储能技术的需求不断增长，该研究突显了SIB作为LIB可行替代品的潜力，有助于解决资源稀缺和成本挑战。

这项研究强调了合成方法在优化SIB阳极电化学性能方面的关键作用。研究人员表示，未来的工作将侧重于扩大这些合成方法的商业用途，并探索其他材料和成分以进一步提高SIB性能。