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该团队制造出具有高能量密度和长循环寿命的无阳极钠电池
2022年07月01日    阅读量:1072     新闻来源:合亚嗒资讯网    |  投稿

近年来,世界各地的工程师一直在努力设计更具可持续性和成本效益的新电池和储能技术。引起特别兴趣的解决方案之一是钠基电池技术。

与传统和广泛使用的锂电池相比,钠离子电池具有许多优势。最值得注意的是,由于钠在我们的星球上非常丰富,而且可以很容易地获得,因此它们可以负担得起,并且易于大规模生产。

尽管钠离子电池可能具有优势,但由于钠的原子尺寸相对较大且重量相当大,迄今为止开发的大多数钠离子电池的能量密度都较低。通常,这些电池的能量密度低于160 Wh kg-1,明显低于锂离子电池。

中科院、中国电池科技有限公司、长江三角洲物理研究中心和天目湖先进储能技术研究所的研究人员最近推出了一项设计策略,以实现更高能量密度的钠离子电池。他们在《自然能源》(Nature Energy)杂志上发表的一篇论文中介绍了这一方法,该方法要求在电池内部,特别是铝集电器上引入石墨碳涂层。

研究人员在论文中写道:“我们报告了一种初始的无阳极钠电池,其能量密度超过200 Wh kg-1,甚至高于商用LiFePO4石墨电池。”。“通过在铝集电器和电池中的含硼电解液上引入石墨碳涂层,我们表明,均匀的形核和坚固的相间能够实现可逆和无裂纹的钠沉积。”

研究人员利用他们的设计策略制造了无阳极钠电池。这些电池采用界面工程方法制造,每个电池包括硼基电解质、石墨集电器和层状氧化物阴极。

然后,他们在一系列测试中评估了自己的电池,发现与其他钠基电池技术相比,它们具有显著的能量密度。此外,他们的电池有很长的循环寿命,这表明他们可以可靠地长时间工作。

研究人员在论文中补充道:“得益于构建的协同界面产生的协同效应,钠电池在不施加额外压力的情况下的循环寿命达到260次循环,这是钠过量为零的大型电池的最长寿命。”。“在这项工作中,从钠电镀/剥离行为和界面化学中获得的见解为进一步开发性能更高的钠电池铺平了道路。”

这组研究人员收集的初步结果突出表明,他们的设计有望制造出可在现实环境中大规模引入的钠基电池。未来,他们的论文可能会激励其他团队测试类似的设计策略,最终为制造新的可实施的钠离子电池解决方案铺平道路。

漏 2022科学X网络

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