钠离子电池电极与锂存储电极的区别

近几十年来，科研人员已经提出了广泛的纳米材料和相关技术来实现超过传统电池电极的高容量。然而，在考虑电池中的非活性成分后，它们中的大多数显示出低质量负载和面积容量，这会降低电池级能量密度并增加成本。实现高面积容量对于这些先进材料走出实验室并进入实际应用至关重要，但由于机械性能下降和在高质量负载下电化学动力学缓慢而仍然具有挑战性。

有鉴于此，北京大学曹安源特聘研究员等回顾了先前报道的提高锂面积容量的策略，包括材料设计、电极架构优化和新型制造技术；随后讨论了钠离子电池电极，重点讨论其与锂存储电极的区别；此外，作者还估计了基于具有不同厚度的高面积容量电极的软包电池级能量密度。

本文要点：

（1）一些常用的薄膜电极策略可能不再适用于高负载。例如，单相纳米材料的简单形态工程变得不那么有效，并且大量高面积容量设计涉及与活性材料混合的多孔导电网络，以在高质量负载下通过整个电极实现明确的电荷传输路径。像石墨烯这样的二维纳米片由于其较大的表面积而在薄膜电极中得到了广泛的研究，但与一维碳纳米管或纤维相比，它们作为厚电极中的基底相对较少，因为它们倾向于形成具有减少的堆叠孔隙率并影响离子扩散。该问题可以通过在石墨烯基结构中创建面内孔或从纳米片到纳米带的形态转变来缓解。

（2）已经提出了新的结构设计来提高面积容量。例如，高振实密度的活性材料通常表现出相对较低的重量容量，因此在薄膜电极中很少报道，但是它是改善质量负载和实现高面积容量的有效策略。关于电极制造方法，物理气相沉积或原子层沉积等技术通常用于薄膜制造，很少有报道制造厚电极。相反，在与面积容量相关的研究中，更多的研究关注粉末挤压成型、相转化法和放电等离子烧结等新型制造方法。

审核编辑：彭静