3月16日， 《先進(jìn)能源材料》在線報(bào)道了湖南大學(xué)物理與微電子科學(xué)學(xué)院陳素華博士為第一作者，題為“An Ultrafast Rechargeable Hybrid Sodium-Based Dual-Ion Capacitor Based on Hard Carbon Cathodes”的論文。

 

雙離子電池作為一種新型二次儲(chǔ)能設(shè)備，是潛在可大規(guī)模生產(chǎn)的高性能動(dòng)力儲(chǔ)能設(shè)備。之前的雙離子電池大多是以鋰離子為基礎(chǔ)，但是鋰資源的匱乏限制了其進(jìn)一步的發(fā)展。相比之下，鈉的儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，因此開(kāi)發(fā)鈉基雙離子儲(chǔ)能設(shè)備是一個(gè)新的研究方向。同時(shí)，以碳材料為電極的雙離子電池具有廉價(jià)，環(huán)保等優(yōu)異的性質(zhì)。然而，由于陰離子較大的離子半徑，傳統(tǒng)的碳材料儲(chǔ)存性能不足，無(wú)法發(fā)揮出雙離子儲(chǔ)能設(shè)備的潛在優(yōu)勢(shì)，因此尋找合適的可以儲(chǔ)存陰離子的正極材料成了鈉雙離子電池發(fā)展的關(guān)鍵。

 

 

鈉雙離子電容工作原理圖

 

基于以上的問(wèn)題，在魯兵安教授的指導(dǎo)下，陳素華博士提出了一種新型的混合鈉雙離子電容器，用氮摻雜的硬碳和軟碳分別作為電容器的正負(fù)極。由于氮摻雜的硬碳獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)異的儲(chǔ)存六氟磷根離子（陰離子）的性能。混合鈉雙離子電容器結(jié)合的電池和電容器的優(yōu)點(diǎn)，具有超高的能量密度和功率密度，開(kāi)辟了雙碳電極在鈉雙離子電容中的應(yīng)用。