共嵌入反应使得石墨电极成为富有前景的钠离子电池负极材料。然而,石墨负极嵌钠的氧化还原电势较高,这严重限制了钠离子全电池能量密度的提高。在本文中,韩国国立首尔大学的Won Mo Seong和Kisuk Kang 等研究了影响石墨共嵌入反应电势的因素,他们发现通过调控二元石墨共嵌入化合物的相对稳定性和电解液中溶剂活度可以将该电势扩展到0.38V。他们通过优化电解液将其与Na1.5VPO4.8F0.7正极匹配从而证明了石墨负极在钠离子电池中的可行性。这种钠离子全电池的工作电压提高到3.1V,基于正负极活性物质计算的功率密度高达3863W/Kg,在长达1000周的长期循环过程中平均每周容量衰减率仅为0.007%。这是文献报道过的最优钠离子电池性能,为钠离子电池在规模储能领域的应用指明了方向。
Zhenglong Xu, Won Mo Seong, Kisuk Kang et al, Tailoring sodium intercalation in graphite for high energy and power sodium ion batteries, Nature Communictions, 2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10551-z