基于FeS₂及其复合材料的钠离子电池负极材料的研究进展

摘要

二硫化亚铁（FeS₂）具有高理论比容量、高电导率、价格低廉以及环境友好的优势，被视为是一种非常具有发展前景的钠离子电池负极材料。然而，FeS₂作为钠离子电池负极材料在其充放电过程中体积变化较大，反应动力学较迟缓，进而展现为电化学性能不佳，这严重制约了其在钠离子电池中的大规模应用。因此，总结FeS₂材料在钠离子电池循环过程中的反应机理，归纳既有研究对FeS₂负极材料瓶颈问题的解决方式，探讨了未来提升FeS₂负极材料性能可行的工作方向，对设计高容量的钠离子电池至关重要。本文首先阐述了FeS₂负极材料的结构特性与储钠机制；其次，根据FeS₂的反应机制及物理特性，总结了FeS₂作为钠离子电池负极材料的瓶颈问题；然后，从FeS₂的结构调控、 FeS₂/碳基复合材料、 FeS₂/高分子化合物复合材料及FeS₂/金属化合物复合材料四个方面归纳了近年来既有研究瓶颈问题的解决方案；最后，基于上述分析，从强化电解质特性、调控电极结构、降低材料成本、改变电极基底及优化电池工作环境的角度提出未来提升FeS₂负极材料钠离子电池性能的可行性工作方向。

关键词

FeS₂ / 钠离子电池 / 负极材料 / 储钠机理 / 改性策略