复旦大学李伟教授AM：钠离子电池快充负极

钠离子电池快充性能的实现需要对包括正极、负极、电解液以及电池装置等多个部分进行全面的研究与开发。钠离子电池正极材料，如聚阴离子、层状氧化物等，已经展示出优异的倍率性能、高的首周库仑效率和循环稳定性，表现出良好的商业化应用前景。电解液体系中，醚基电解液和高离子电导盐添加剂等多种电解液设计被确认适合于高倍率条件。然而，虽然有关钠离子电池负极的报告众多，但获得高倍率、高首周库仑效率、高容量和循环稳定性等性能指标仍然充满挑战。例如，硬碳材料由于其高比容量和低工作电位而被视为最具应用前景的负极材料，但在平台区特别是高倍率条件下对极化现象较为敏感。嵌入型材料虽然展现出了优异的结构稳定性，但面临着电导率差和容量低的挑战。过渡金属化合物和合金材料虽然能够提供高的容量，但由于剧烈的体积膨胀，阻碍了其高倍率性能的进一步实现。

因此，开发兼具高首周库仑效率、高容量和优异循环稳定性的快充负极材料以满足应用于电动汽车和小型储能系统的高功率钠离子电池是具有重要意义的，同时也面临着重大的挑战。近期，针对钠离子电池的快充性能，一些先进的负极材料设计得到了广泛且深入的研究，获得了比较令人满意的结果。然而，目前为止还没有关于钠离子电池快充负极材料的系统和全面的综述。

鉴于此，复旦大学李伟教授团队分别从限制快充性能的关键因素，以及多孔工程、电解液脱溶剂策略、电极/电解液界面、电子电导率/离子电导率和赝电容离子存储五个方面系统概述了钠离子电池快充负极材料的研究进展及未来的发展方向。相关成果以“Fast-charging Anode Materials for Sodium-ion Batteries”为题发表在Advanced Materials上。文章第一作者是复旦大学化学系博士研究生万延华。