當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

研究人員開發(fā)無負(fù)極鈉離子電池 外形更小/成本更低

時(shí)間:2021-05-21 08:51來源:蓋世汽車社區(qū) 作者:Elisha
點(diǎn)擊:
(圖片來源:WUSTL)
 
       據(jù)外媒報(bào)道,圣路易斯華盛頓大學(xué)(Washington University in St. Louis)的Peng Bai實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出一種高效、穩(wěn)定的無負(fù)極鈉離子電池。Peng Bai為該校能源、環(huán)境和化學(xué)工程系的助理教授。與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,這種電池要小得多,而且成本更低。
 
       傳統(tǒng)的鋰離子電池由正極和負(fù)極組成,二者都可以存儲鋰離子;兩個(gè)電極之間有隔板;離子通過電解液移動。當(dāng)鋰離子從負(fù)極流向正極時(shí),自由電子通過集流器流向需要供電的設(shè)備,而鋰離子則通過隔板流向正極。這一充電過程是可逆的,鋰離子也會從正極通過隔板到達(dá)負(fù)極。
 
       用鈉離子取代鋰離子,并取消負(fù)極的概念并不新鮮。但研究人員表示,這種無負(fù)極電池總是很快就失效,或者容量非常低,或者需要對集流器進(jìn)行特殊處理。由于枝晶生長,無負(fù)極電池往往很不穩(wěn)定。以往,這被歸咎于堿金屬的反應(yīng)性,在無負(fù)極電池中,也就是金屬鈉。
 
       在新電池設(shè)計(jì)中,負(fù)極側(cè)只用一層銅箔作為集流器,即電池中沒有活性負(fù)極材料。鈉離子不是流動到負(fù)極,而是被轉(zhuǎn)化為金屬,直到再返回正極。首先,它們將自己鍍在銅箔上,等到需要回到正極時(shí),它們又溶解了。研究人員Bingyuan Ma表示:“據(jù)我們觀察,電池中沒有形成枝晶。而且,鈉離子沉積物平整,帶有金屬光澤。關(guān)于這種堿金屬,我們從來沒有觀察到過這種生長模式。”
 
       研究人員開發(fā)的是一種獨(dú)特的透明微管電池,可以從新的視角觀察電池。傳統(tǒng)上,必須將電池打開,才能檢測其中存在的問題。但是,這種后發(fā)式觀察的作用有限。Bai表示:“電池的不穩(wěn)定性都是在運(yùn)行過程中累積形成的。真正重要的是,動態(tài)過程中的不穩(wěn)定因素,但這是沒有辦法表征的。”通過觀察透明無負(fù)極微管電池,“我們可以清楚地看到,如果不好好控制電解液,你會發(fā)現(xiàn)各種不穩(wěn)定因素。”包括枝晶的形成。
 
       從本質(zhì)上來說,這要?dú)w結(jié)于電解液中有多少水。堿金屬可以與水反應(yīng)。研究團(tuán)隊(duì)嘗試減少水含量。在觀察電池的運(yùn)行過程中,研究人員發(fā)現(xiàn)光滑的、有光澤的鈉沉積物。正是材料的光滑性,消除了枝晶形成的可能性。
zBai表示:“我們對微管電池進(jìn)行檢測,并發(fā)現(xiàn)電解液的干燥過程更長。大家都在談?wù)撾姵刂械暮,但在以前的研究中,人們通常認(rèn)為,水的數(shù)量只是需要注意的一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。實(shí)際上,這是關(guān)鍵所在。
 
       “含水量必須低于百萬分之十。正是認(rèn)識到這一點(diǎn),才制造出了微管電池,而且是工作電池。從性能上看,這種電池類似于標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池,但是因?yàn)闆]有負(fù)極,所占用的空間要少得多。”
 
       研究人員表示,電動汽車中有四分之一的成本來自于電池。鈉離子電池的能量密度與鋰離子電池相當(dāng),但使用的是比鋰更常見的金屬,而且因?yàn)闆]有負(fù)極,比目前的鋰離子電池更小,成本更低。
 
(責(zé)任編輯:子蕊)
文章標(biāo)簽: 電池 無負(fù)極鈉離子電池
免責(zé)聲明:本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn),與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí),對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源:XXX(非中國電池聯(lián)盟)”的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行,以便我們及時(shí)處理。
QQ:503204601
郵箱:cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人:王女士
Email:cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話:010-53100736
在線投稿
企業(yè)微信號
微信公眾號