來源：經濟日報-中國經濟網
近日，中國科學院物理研究所研究員、中科海鈉創始人兼董事長胡勇勝，中國科學院物理研究所副研究員陸雅翔、以及來自法國波爾多大學和荷蘭代爾夫特理工大學的科研人員組成的科研團隊，提出了一種簡單的預測鈉離子層狀氧化物構型的方法，並在實驗上證實了該方法的有效性，為低成本、高性能鈉離子電池層狀氧化物正極材料的設計和製備提供了理論指導。相關研究成果的論文近日在世界頂級學術刊物《Science》上發表。
近年來，隨著全球化學電池市場的快速發展和人們對環境問題的日益重視，二次電池（又稱可充電電池或蓄電池）這種能實現電能與化學能轉化的新型儲能技術，在新一輪能源變革中受到廣泛關注。其中，鋰離子電池雖然已成為佔據全球電化學儲能規模市場80%份額的「絕對一哥」，但由於其資源的稀缺性和較高昂成本，產業發展面臨「天花板」，而資源儲量豐富、成本低廉的鈉離子電池，便成為了極佳的補充。然而，鈉離子電池的性能卻受到可用電極材料的限制，尤其是以層狀氧化物材料為主的正極材料的限制。
胡勇勝介紹，自1980年以來，鋰離子層狀氧化物都是鋰離子電池的主要正極材料，其堆積構型為O型。與之相比，鈉離子層狀氧化物卻具有O和P兩種構型，其中最常見的兩種結構分別為O3和P2（數字代表氧最少重複單元的堆垛層數）。這兩種結構的層狀氧化物作為鈉離子電池的正極材料時各有優勢，但目前的技術手段僅可實現對合成出的材料進行物理表徵以確定具體構型，無法直接預測材料的堆積結構，這嚴重阻礙了層狀氧化物正極材料的性能設計和新型正極材料的發現。
由中科院物理所研究員、中科海鈉創始人兼董事長胡勇勝帶領的研究團隊是全球最早關注該領域研究的團隊之一。2016年，中國科學院物理研究所博士戚興國創新性地引入等效半徑（等效半徑即加權半徑，是將過渡金屬的半徑乘以該過渡金屬的含量）的概念來預測堆疊機構，為該課題研究首開思路。後續研究時，胡勇勝團隊又通過合理設計和製備具有改良性能的層狀電極材料，證明了堆疊結構決定材料的特性，為鹼金屬層狀氧化物的設計提供了有效解決方案。
業內專家表示，該研究提出了一種簡單的預測堆疊結構的方法，優化了鈉離子電池的製造環節，為進一步提高鈉離子電池體系儲能特性提供了精準指導。
「過去幾年裡，中科院物理研究所和中科海鈉團隊，就鈉離子層狀氧化物兩種構型形成的影響因素展開了大量實驗研究，並積極探索其在鈉離子電池應用中的場景落地。」根據胡勇勝的介紹，其創立的中科海鈉如今已實現了鈉離子電池的大規模量產，月產能突破30萬隻，並擁有數十項鈉離子電池材料組成、結構、製造和應用的核心專利。（經濟日報-中國經濟網記者 沈慧）