钠离子电池钛基负极材料研究进展

刘 黎，王先友，曹国忠



钠离子电池钛基负极材料研究进展

刘 黎1,2，王先友1，曹国忠2

（1湘潭大学“新能源装备及储能材料与器件国际科技合作基地”国家国际科技合作基地，湖南湘潭 411105；2华盛顿大学材料科学与工程系，美国西雅图 98105）

钛基材料具有环境友好、安全性好、稳定性好等优点而备受关注。但是钛基材料带隙宽，电子导电性差，比容量低限制了其在钠离子电池领域的发展与应用。本文主要综述了TiO2、Na2TiO2n+1、NaTi2(PO4)3三类钛基材料的结构、电化学性能、改性方法和相关储钠机理。评述了钛基材料存在的问题并展望了其发展前景。今后的研究可以从以下几方面开展：①深入研究钛基负极材料储钠机理；② 研究多种阳、阴离子掺杂对钛基材料的电子结构的影响，从根本上提高钛基材料的电子导电性；③与高比容量负极材料复合，获得兼具稳定性与高比容量优点的复合材料；④ 设计合成具有多级、三维结构的钛基复合负极材料，进一步提高材料的循环稳定性、倍率性能；⑤开发新型结构的钛基负极材料。

钠离子电池；负极材料；钛基材料

随着能源危机的不断加深以及化石燃料燃烧所造成的环境问题不断凸显，可再生、清洁新能源的开发与利用成为人类社会可持续发展的关键。太阳能、风能、水能等新能源，其应用面临的最关键问题是受到自然条件的限制，难以稳定供给。因此，大型储能系统具有重要的作用及巨大的应用前景。锂离子电池具有绿色环保、重量轻、容量大、无记忆效应等优点，已被广泛应用于各种电子产品，但其高昂的成本也极大地阻碍了其作为大规模储能系统的深入应用。……