更持久的鈉離子電池更接近成為現(xiàn)實

時間:2022-07-27 08:20來源:綠色合規(guī)專家 作者:綜合報道
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      美國太平洋西北國家實驗室(Pacific Northwest National Laboratory)的研究人員在實驗室測試中開發(fā)出了壽命大大延長的鈉離子電池，從而克服了該技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙之一。
 
      在《自然能源》(Nature Energy)雜志上發(fā)表的一篇論文中，科學(xué)家們解釋說，電池液體核心成分的轉(zhuǎn)變可以防止迄今為止一直困擾鈉基電池的性能問題。
 
      他們說，他們的期望是，有一天，這種電池可以為電動汽車提供動力，并儲存來自太陽的能量。
 
      該研究的第一作者張繼光(Jason Zhang)在一份媒體聲明中表示:“在這里，我們原則上表明，鈉離子電池有潛力成為一種持久的、環(huán)保的電池技術(shù)。”
 
      張解釋說，在電池中，電解質(zhì)是保持能量流動的循環(huán)“血液”。電解質(zhì)是通過將鹽溶解在溶劑中形成的，導(dǎo)致帶電離子在正極和負極之間流動。隨著時間的推移，保持能量流動的電化學(xué)反應(yīng)變得緩慢，電池不再能夠充電。在目前的鈉離子電池技術(shù)中，這個過程比類似的鋰離子電池要快得多。
 
      因此，PNNL團隊通過更換液體溶液和流經(jīng)其中的鹽類型來解決這個問題，從而創(chuàng)造出一種全新的電解質(zhì)配方。在實驗室測試中，新設(shè)計被證明是耐用的，在4.2 V的電壓下循環(huán)300次后，電池容量保持在90%，這比之前報道的大多數(shù)鈉離子電池都要高。
 
      該配方還顯示出對陽極保護膜有穩(wěn)定作用，而保護膜通常會隨著時間的推移而溶解。
 
      張和他的同事們表示，這種新型電解質(zhì)還會在陰極上產(chǎn)生一層超薄保護層，為整個裝置提供額外的穩(wěn)定性。
 
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      新的鈉離子技術(shù)使用自然滅火溶液，也不受溫度變化的影響，可以在高電壓下工作。這一特性的關(guān)鍵之一是在陽極上形成的超薄保護層。這一超薄層一旦形成就保持穩(wěn)定，提供了研究文章中報道的長循環(huán)壽命。
 
      “我們還測量了陰極氣體蒸汽的產(chǎn)生，”研究合著者馮樂解釋說。“我們發(fā)現(xiàn)天然氣產(chǎn)量非常低。這為開發(fā)可在高溫下工作的鈉離子電池穩(wěn)定電解質(zhì)提供了新的見解。”
 
      Le指出，目前，鈉離子技術(shù)在能量密度方面仍落后于鋰。但它具有不受溫度變化影響、穩(wěn)定性好、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，對某些輕型電動汽車乃至未來電網(wǎng)儲能的應(yīng)用都有價值。
 
      為了實現(xiàn)這樣的應(yīng)用，研究團隊繼續(xù)完善他們的設(shè)計。
 
      勒指出，他和他的合著者還在試驗其他設(shè)計，以努力減少——并最終消除使用鈷的必要性。
 
(責任編輯：子蕊)
文章標簽： 鈉離子電池
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