研究背景
随着科技和社会的发展，人们的生活方式发生了诸多变化。轻量化、小型化成为各类产品发展的趋势，锂离子电池具有自身重量轻、使用寿命长、高低温适应性强、高能量等优势，它的开发与应用逐渐进入了人们的视野并迅速进入市场，从最初小型的电子设备（如手机电池、笔记本电脑电池等）到近些年备受关注的电动汽车等，我们的生活也越来越离不开锂离子电池。随着人们对锂离子电池的需求增长，相应的对锂元素的需求也在扩大，但由于锂资源的稀缺性、不安全性、高成本性等因素，导致其存在难以满足市场变化所带来的大规模储能需要的可能。为解决这一问题，我们需要寻找容量密度高、价格低廉、原材料储能丰富的电极材料。所以，近年来人们将目光转向和锂同族的、低成本的钠元素，在考虑成本和储量两大因素的背景下，钠离子电池日趋成为极具潜力的下一代储能设备，钠离子电池凭借锂离子电池所不具有的独特优势，引起了很多科研工作者的关注。位于同族的锂和钠元素，具有类似的理化性质。钠离子电池被公认为是锂离子电池最重要的替代品之一，近年来钠离子电池以其储量丰富、分布广泛、价格低廉及相似的储能原理成为众多研究者目光聚集之所在，因为随着电子产品井喷式发展，本就稀缺的锂资源将因此变得更加短缺，而加大对钠离子电池的研究、应用和发展可有效缓解此现状。要想钠离子电池商业化，首要任务便是寻找高性能钠离子电池的电极材料。
重点内容导读
金属硫化物电极材料有很多，研究比较早的是二硫化钼和二硫化钛，但是其电化学性能并不理想。随着石墨烯的发现，开启了二维材料研究的大门，越来越多的二维材料开始进入人们视野，层状材料引起了人们的广泛关注，层状金属硫化物由于其较大的层间距和可逆变形，进而缓解嵌钠过程的体积变化而备受关注。随着钠离子电池电极材料的研究越来越深入，提高钠离子电池电化学性能的关键是开发高比容量、高放电效率、高循环稳定性且合适钠离子脱嵌的新型电极材料。由于层状过渡金属硫族化合物具有高导电性、机械稳定性、热力学稳定性以及结构稳定性等一系列优势，得到了众多研究者的关注和青睐，过渡金属硫化物（TMDCs）是一类材料的总称，这些材料的一般公式是MX2（M=Mo、V、Sn、Ti、Re、Ta、Zr、W，X=S等），本文主要综述了二硫化钼、二硫化钨、二硫化锡、二硫化钒、二硫化钛几种层状过渡金属二硫化物和硫化镍、硫化锌、硫化铜、硫化亚铁几种非二硫化物负极材料在钠离子电池中的电化学性能，包括了容量和循环性能等。分析了这些材料目前所面临的主要问题是体积膨胀、钠离子扩散缓慢、充放电效率低、多硫化物溶解-穿梭等问题。指出缓解硫化物体积膨胀问题的方法有与碳复合、材料纳米化、控制形貌等，对于层状过渡金属二硫化物还可以通过扩大层间距、调节截止电压等方式提高其电化学性能。
结论
过渡金属硫化物（TMDCs）具有资源丰富、环境友好且理论比容量高的优势，是一种极具应用潜力的钠离子电池负极材料。目前金属硫化物虽被广泛研究，但因自身而引起的问题对发展具有优异电化学性能的钠离子电池来说是种很大挑战，转化反应会导致活性物质的体积膨胀和嵌钠/脱钠反应动力学的降低，而且还有钠离子扩散缓慢、充放电效率低、多硫化物溶解-穿梭等问题，严重影响钠离子电池的电化学性能。目前主要通过与碳材料复合、材料纳米化、控制形貌、扩大层间距以及调节截止电压等方式提高其容量和循环稳定性。总之基于关键电极材料的发展，进一步通过优化电解质，匹配适合钠离子脱嵌的负极材料，以构建高性能、高安全、低成本的钠离子电池，实现应用技术的突破，是钠离子电池未来发展的重点方向，也是其商业化进程中的必经之路。
