记者4月17日获悉，南开大学陈军院士领衔完成的“钠离子电池要害电极质料与反应机制”项目，获得2020年度高等学�？蒲а芯坑乓煨Ч保ǹ蒲忠眨┳匀豢蒲б坏冉�。钠离子电池被科学界普遍以为极具生长远景，然而能量密度较低，循环寿命较短、倍率性能欠佳等问题，制约着钠离子电池的转化应用。陈军院士团队十余年潜心研究，一举突破了钠离子电池要害电极质料和反应调控机制等要害焦点难题，为生长高性能钠离子电池开发了蹊径。
能源是人类赖以生涯和社会生长的主要物质基础，是国民经济、国家清静和实现可一连生长的主要基石。随着现代社会的一直生长和“碳达峰、碳中和”战略目的的提出，调解能源结构迫在眉睫，鼎力大举生长可再生能源是一定选择。
在开发使用可再生能源历程中，电化学储能手艺施展着越来越主要的作用。在众多的电化学储能手艺中，锂离子电池已在便携式电子装备和新能源汽车中占有主导职位。
“然而，锂品貌低，资源漫衍不匀称，约70%集中在南美洲，我国80%的锂资源依赖入口，引发了人们对锂储量的普遍担心。另外，锂离子电池的清静隐患也难以知足大规模储能的应用需求。”陈军说。
鉴于对原质料储量以及电池清静性、稳固性的担心，人们起劲寻找能够替换锂离子电池，可大规模应用且情形友好的下一代电化学储能手艺。
钠与锂位于统一主族，具有许多相似的物理化学性子，且钠资源富厚、漫衍普遍、本钱低廉，另外钠离子电池快速充放电时负极不易析钠，清静性高。钠离子电池工艺、手艺各方面也与锂离子电池相近，可以借鉴使用。因此，钠离子电池被以为是极具潜力的下一代电化学储能手艺。
“不过，由于钠离子半径大，储钠历程质料结构转变重大，导致钠离子传输扩散速率慢，电极质料储钠活性位点及使用率缺乏，电极/电解质表界面稳固性差。”陈军先容，这些问题造成钠离子电池能量密度、循环寿命与倍率性能欠佳。”
针对上述科学难题，陈军院士团队十余年潜心研究，提出了钠离子电池中要害电极质料的微纳结构结构设计原则，以及电压/电解液协同诱导下电化学反应机制的调控要领，修建了超高比能量锰基氧化物正极和超快钠离子输运能力的多孔微纳碳包覆聚阴离子型正极，高容量金属硫族化合物负极及原位预钠化快速可逆脱嵌钠硬碳负极，研获了基于无机-有机杂化钠盐的新型对称有机钠离子电池。这些立异事情为生长高性能钠离子电池提供了主要理论基础和实验支持，促使钠离子电池储能上了一个新台阶。
在深耕基础研究的同时，陈军院士团队起劲推动科研效果向应用手艺转化的进度，相关效果获多项中国发明专利授权，并与天津捷威动力工业有限公司、深圳欣旺达电子股份有限公司、广东嘉元科技股份有限公司、安徽理士国际手艺有限公司等着名电池企业开展产学研相助，共开国家企业手艺中心。同时，与河北省沧州市政府共建南开大学-沧州渤海新区绿色化工研究院，部分钠电池要害电极质料正在举行中试放大与应用转化，服务京津冀协同生长。