钠双离子电池（Na-DIBs）技术被认为是固定式电化学储能装置中很有前途的锂离子电池的替代储能技术。然而，其负极材料的极缓慢的反应动力学严重阻碍了Na-DIBs的实际应用。

近日，比利时那慕尔大学苏宝连教授，宁波大学舒杰教授首次报道了一种新型的TiSe₂-石墨NaDIB。与其他Na-DIB相比，新型TiSe₂-石墨NaDIB显著提高了Na⁺离子的插入动力学，同时具有更好的循环稳定性。

文章要点

1）研究人员利用原位X射线衍射(XRD)揭示了在钠化过程中的四个可逆相（Na_0.25TiSe₂←→Na_0.75TiSe₂←→Na_0.8TiSe₂←→NaTiSe₂）的Na⁺离子存储机理。

2）TiSe₂负极具有较大的层间距和良好的金属行为，其Na⁺离子扩散系数（D_Na+)为3.21×10^-11~1.20×10^-9 cm² s^-1，远高于Na₃V₂(PO₄)₃（5.01×10^-12 cm² s^-1）、Na_0.3MoO₂（7.90×10^-13 cm² s^-1）和NaFePO₄（8.7×10^-17 cm² s^-1）。同时，它的Na离子扩散能垒也很低，仅为0.50 eV，远低于TiS₂（1.20 eV）、Na₂MnO₃（1.33 eV）和TiO₂（2.20 eV）。

3）研究人员利用电化学动力学分析揭示了TiSe₂的主要赝电容贡献，以适合于高功率存储应用。研究人员设计和制造了一种新型的TiSe₂-石墨Na-DIBs原型电池，该电池在100 mA g^-1电流密度下的放电容量为81.8 mAh g^-1,200次循环后的容量保持率为83.52%，显示了其在EESS中的潜力。此外，与其它Na-DiB相比，TiSe₂-石墨Na-DIB具有体积变化小、成本低、导电性好等优点。

这项工作为大规模固定储能提供了一种非常有前途的候选Na-DIB，具有快速的钠离子插入、高性能和长期稳定的特点。

参考文献

Runtian Zheng, et al, A Novel TiSe₂-Graphite Dual Ion Battery: Fast Na-Ion Insertion and Excellent Stability, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202105439

https://doi.org/10.1002/anie.202105439