使用硫化铜的高性能钠离子电池

研究人员提出了一种新策略，以硫化铜为电极材料来延长钠离子电池的可循环性。该策略导致了高性能的转化反应，随着钠离子电池替代锂离子电池的出现，有望促进钠离子电池的商业化。

Jong Min Yuk教授的团队证实了硫化铜是一种稳定的钠储存机制，硫化铜是一种耐粉化的极好的电极材料，可引起容量恢复。他们的发现表明，使用硫化铜时，钠离子电池的使用寿命超过5年，每天充电一次。更好的是，由丰富的天然材料(例如铜和硫)组成的硫化铜比使用锂和钴的锂离子电池具有更好的成本竞争力。

在锂离子电池中用作商业化阳极材料的插层型材料(例如石墨)由于层间距不足而无法用于高容量钠存储。因此，已经研究了转化和合金化反应型材料以满足阳极部分的更高容量。但是，这些材料通常会引起大体积膨胀和突然的晶体学变化，从而导致严重的容量降低。

该团队证实，转化反应中的半相干相界面和晶界在实现耐粉化转化反应和容量回收中起着关键作用。

大多数转化和合金化反应型电池材料通常会因反应前后具有完全不同的晶体结构和大体积膨胀而经历严重的容量降低。然而，硫化铜经历了逐渐的晶体学变化以形成半粘合界面，最终阻止了颗粒的粉碎。基于这种独特的机理，研究小组证实了硫化铜无论其大小和形态如何都具有高容量和高循环稳定性。

Yuk教授说：“采用硫化铜的钠离子电池可以促进钠离子电池的发展，这可能有助于低成本储能系统的发展并解决微尘问题。”