關于尋找新型電池替代鋰離子電池的研究使得科學家對鈉元素做了大量的工作，鈉元素在地球上的儲量極為豐富，并且在下一代新型電池系統中有著很好的應用前景。鈉離子電池的儲能機制與鋰離子電池類似，但價格要低得多，這使得它在商業大規模應用上更具吸引力。
然而，鈉離子半徑要比鋰離子更大，所以在鈉基電池系統中的離子遷移率更低，從而導致了其電池容量快速衰減。由于在循環過程中，鈉離子的嵌入/解離時伴隨著更大的體積變化，電極會發生更嚴重的結構退化。實際上，鈉電池相對于鋰電池的潛在優勢還存在著一定的爭議:因為鈉基電池并不像鋰基電池那樣耐用。
在中國，由多個研究機構合作建立的團隊現在已經為解決這些問題做出了重大突破。他們制作出了一種基于3D石墨烯網絡的新型復合電極，結合上石墨烯，任何常用的電極材料都適用于制作鈉電池的電極。在這項工作中是以Na3V2（PO4）3，MoS2和TiO2為例，但這些研究人員設計的簡單方法可以擴展到適應其他典型的電極材料。
他們的技術首次采用一個混合步驟，即將預期的活性電極材料前體與氧化石墨烯結合。然后將該結合體放在聚苯乙烯氣氛下冷凍干燥，接著進行煅燒，這會使得氮和硫混合摻雜進石墨烯中并形成一種有活性物質附著在石墨烯上的多孔3D復合結構。多孔結構對于循環過程中的大體積變化有著良好的適應性，并具有良好的導電性和離子傳導性。
利用在3D石墨烯網絡電極結合上Na3V2(PO4)3 可以構建一個全對稱的電池，并且可以觀測到優異的性能。這種電池系統具有極好的可逆性、循環穩定性和優異的倍率性能。在20℃下經過600次循環后其電池容量仍為69mAhg-1。
原文來自advancedsciencenews，原文題目：3D Graphene Network Electrodes for Impressive Sodium Storage
化學慧納米材料系列產品
