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美国布鲁克海文国家实验室研究团队在钠电池正极材料方面取得进展

2017-07-25 137浏览 标签: 钠电池

2017年7月20日,科学家们设计了一种新型的正极,可以使钠电池的批量生产更为可行。基于丰富和低成本钠的电池对于科学界和工业界都是非常具有吸引力的,因为其可以促进电网级储能系统、消费电子产品和电动汽车等更具成本效益的生产过程的发展。该项研究是中国科学院化学研究所和美国能源部布鲁克海文国家实验室的研究人员合作完成的。

锂电池常用于智能电话和笔记本电脑等消费电子产品中,但近年来,电动汽车行业也开始使用锂电池,这显著增加了对现有锂资源的需求。

布鲁克海文国家实验室化学分部的物理学家Xiao-Qing Yang研究员表示:“去年,碳酸锂的价格涨了三倍,这是因为中国电动汽车市场开始蓬勃发展造成的。”此外,以风能和太阳能为代表的新能源也对电网提出了新的要求,这些能源是间歇性的,因此当阳光充足以及起风的时候就需要电网规模的能量存储系统来存储多余的能量。

科学家一直在寻找可以替代锂的材料,钠是研究人员最理想的选择之一,其储量丰富,并且毒性远低于锂。但是,钠也会带来挑战,当暴露于空气中时,钠电池正极中的金属可能被氧化,降低了电池的性能,甚至使其完全失效。

中国科学院和江西师范大学的研究人员试图通过在正极中代替不同类型的金属并增加这些金属之间的空间来解决这个问题。随后使用布鲁克海文国家实验室的研究设施对其进行了表征,比较了改性与未改性电池之间的差距。

物理学家Eli Stavitski表示:“我们使用光束线来确定正极材料中的金属是如何改变氧化态的,以及其是如何与电池结构的效率和寿命相关联的。”

布鲁克海文的团队研究发现,改性后的钠电池中氧化得到了明显抑制,这表明新开发的钠电池暴露于空气中时是稳定的,这将会促进未来钠电池的大批量生产。

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