研究人員打造出一種能與鋰離子電池相媲美的鈉離子電池

據外媒報導,在電池中運用鈉離子化學物質而不是一般的鋰離子能夠帶來許多上風,由於這類元素既便宜又豐富。日前,華盛頓州立大學的科學傢們提出一種設計計劃,據稱它可能會改變這一范疇的場面–一種鈉離子電池的能量容量和循環能力可能能與市場上已有的一些鋰離子電池媲美。

在某種程度上,鈉離子電池就像鋰離子電池一樣,通過在液體電解質中的一對電極之間反彈離子來發電。但是以這類形式存在的一個問題是,在此進程中,不活動的鈉晶體常常集聚集在陰極的外表並終究致使電池死亡沒法再發電。還有就是,鈉離子電池不像鋰離子電池那樣可以貯存那麼多能量。

新研究的論文首席作者、華盛頓州立大學的Junhua Song表示:“關鍵的應戰在於,電池既要有高的能量密度又要有很好的循環壽命。”

Song及其團隊相信他們已經找到瞭解決這些問題的辦法。該團隊通過對這類鈉離子電池設計的實驗創造出瞭一種由層狀金屬氧化物制成的陰極和鈉離子濃度更高的液體電解質電池。

測試中,研究小組發現,他們的這類電池的電解液和陰極之間的互相作用變得愈加順暢,從而使得鈉離子可以延續挪動、防止瞭陰極外表形成不活動晶體的麻煩。終究的結果是,這類電池的容量可以到達一些鋰離子電池的級別,它能夠不連續地發電並在1000次循環後仍能堅持80%的電量。

“我們的研究提醒瞭陰極結構演化和外表與電解液互相作用之間的實質關聯,”Lin說道,“這是有多層陰極的鈉離子電池得到的最好結果,這部標明這是一種可行的技術,它能夠跟鋰離子電池相媲美。”

關於這一結果,研究小組體現出瞭愛好,現在他們正在研究電解液怎樣跟陰極互相作用以便更好地瞭解這些互相作用並開展進一步的改良設計乃至可能防止其他有數金屬的運用。

相關研究報告已宣佈在《ACS Energy Letters》上。

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