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   近日，來自燕山大學和北京高壓科學研究中心的科研工作者們，對Na-S電池在超高壓（GP*）條件下的物質(zhì)形態(tài)、導電率、化學鍵、相變進行了系列研究。相關論文發(fā)表在SCI期刊Journal of Materials Chemistry A上。 

   Li-S和Na-S電池作為全固態(tài)電池，具備很多優(yōu)點，比如良好的電導率、較長的使用壽命和較大的存儲電量。由于成本低廉，Na-S電池引起了人們的廣泛興趣。但是，也存在一些弊端，比如需要高溫運行（＞300攝氏度）；電池在放電過程中，Na₂S₂的形成使得電池容量降至558 mAh（g/S），這遠遠低于其理論電池容量1672 mAh（g/S），制約了Na-S電池的發(fā)展。

   科研工作者們利用超高壓裝置獲得一系列高壓條件確認了4個新的穩(wěn)定相，分別是Na₃S、Na₅S₃、Na₂S₂和Na₂S₃，在3.2 GPa、7.0 GPa和0.9 GPa條件下獲得。之前未經(jīng)確認的Na₂S₃（配合S₃^2-陰離子）相比于Na₂S₂和Na₂S₄，表現(xiàn)出更低的生成焓。之前預測的四方結(jié)構(gòu)Na₅S₃伴隨著無限S原子鏈（具有混合價態(tài)），在堿金屬硫化物中觀察到。Na₃S表現(xiàn)出一維電子特性，化學式表現(xiàn)為Na₃S⁺e^﹣，其中S原子占據(jù)了高的配位數(shù)Na₁₂S。Na₃S和Na₅S₃都表現(xiàn)出金屬的固有特性，明顯區(qū)別于其它半導體相。本研究有利于確認新的Na-S結(jié)構(gòu)，有利于Na-S電池的電化學機理研究。

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