該項研究得到了廣東省創(chuàng)新科研團隊、廣東省科技計劃項目、深圳市科技計劃項目和國家自然科學(xué)基金等項目的資助。相關(guān)研究成果"A Novel Tin-Graphite Dual-Ion Battery Based on Sodium-Ion Electrolyte with High Energy Density"（一種新型錫-石墨鈉型高能量密度雙離子電池）已在線發(fā)表于國際頂尖能源材料期刊Advanced Energy Materials（DOI: 10.1002/aenm.201601963，IF=15.23）上，并申請1項國際發(fā)明專利（PCT/CN2016/081309）。
鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、儲能設(shè)備等領(lǐng)域。但隨著鋰離子電池逐漸應(yīng)用于智能手機、電動汽車等領(lǐng)域, 鋰的需求量逐年快速增長，而鋰的全球儲量有十分有限，且分布不均，造成原材料價格上漲迅猛，嚴重制約了我國低成本、高性能儲能器件領(lǐng)域的快速發(fā)展。鈉元素由于具有和鋰相似的物理化學(xué)性質(zhì)，且其儲量豐富，成本低廉，使得基于鈉離子的二次電池體系受到廣泛關(guān)注。
結(jié)合鈉離子與雙離子電池的綜合優(yōu)點，唐永炳研究員及其團隊成員圣茂華、張帆、季必發(fā)等人成功研發(fā)出一種全新的基于鈉離子電解液的新型高性能、低成本錫-石墨雙離子電池。該電池直接采用錫箔同時作為電池負極和集流體，石墨作為正極；電解液采用廉價易得的六氟磷酸鈉作為鈉鹽電解質(zhì)溶于有機溶劑中。該新型電池具有超出預(yù)期的能量密度和較長的循環(huán)壽命，并且大幅降低了電池的生產(chǎn)成本。該新型電池的反應(yīng)機理為：充電時，電解液中的鈉離子運動到錫箔負極表面，形成鈉錫合金，同時六氟磷酸根插層到正極石墨中；放電時，負極上的鈉錫合金脫鈉，同時正極石墨中的六氟磷酸根脫嵌回到電解液中。
研究結(jié)果表明，該新型鈉離子雙離子電池在2C倍率下充放電循環(huán)400圈后，仍保持94%的容量；且能量密度可達到144Wh/kg，高于現(xiàn)有傳統(tǒng)鋰離子電池能量密度。該研究成果具有巨大的產(chǎn)業(yè)化前景，并有望代替現(xiàn)有傳統(tǒng)鋰離子電池技術(shù)。
