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鈉/鉀儲量豐富且成本低，可充電鈉/鉀離子電池（SIBs/PIBs）已成為商業鋰離子電池的有前途的替代品。至于關鍵的負極材料，金屬硫化物 (MSx) 由于 SIBs/PIBs 應用的眾多氧化還原存儲機制而表現出令人鼓舞的潛力。盡管如此，它們仍然面臨著幾個瓶頸，如低電導率、差的離子擴散性、緩慢的界面/表面反應動力學和嚴重的體積膨脹，這些都明顯限制了電池的性能。同時，很少有詳細闡述對SIB/PIB的MSx 設計策略的系統見解。

在這篇綜述中，中科院深圳先進技術研究院唐永炳研究員等人闡述了用于 SIBs/PIBs 的MSx的儲能機制、挑戰和設計策略，以解決上述困境。

圖1 MSx堿金屬離子存儲的電荷存儲機制

這篇綜述總結了用于SIB和PIB的MSx的能量存儲機制、挑戰和設計策略。首先，闡述了MSx對SIBs和PIBs的儲能機制和挑戰。然后，從形態修飾（1D 納米材料、2D 納米片和 3D 納米結構）、原子級工程（雜原子摻雜、空位產生和層間距擴展）和 MSx復合材料（MSx異質結構、MSx/金屬氧化物異質結構、MSx/碳質材料和MSx/石墨材料）以提高電池性能。最后，展望并提出了用于鈉/鉀離子電池的MSx的剩余挑戰和進一步趨勢。

圖2 用于增強電池性能的MSx設計策略

圖3 SIB 和 PIB 策略概述

Energy Storage Mechanism, Challenge and Design Strategies of Metal Sulfides for Rechargeable Sodium/Potassium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials. 2021. DOI: 10.1002/adfm.202103912

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?中科院唐永炳AFM: 可充電鈉/鉀電中金屬硫化物的儲能機理、挑戰及設計策略

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