鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:715次 | 2020年09月02日
俄德合作開發(fā)或可替代鋰離子電池的鈉電池
俄羅斯國(guó)立研究型技術(shù)大學(xué)莫斯科國(guó)立鋼鐵合金學(xué)院、俄羅斯科學(xué)院生物化學(xué)物理研究所和德國(guó)亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心的科研人員共同合作,日前研發(fā)出可以替代鋰離子電池的鈉電池。由于鈉電池材料價(jià)格低廉,或可成為廣泛用于智能手機(jī)的新一代電池。相關(guān)研究成果發(fā)表在《納米能源》雜志上。
鋰離子電池是目前人們?nèi)粘I钪蟹浅J煜さ囊环N電池,它廣泛用于智能手機(jī)、筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品中,在電動(dòng)汽車和宇航工業(yè)等領(lǐng)域也有著很好地運(yùn)用。但鋰是一種非常昂貴的金屬,并且在自然界中儲(chǔ)存量有限。
鈉儲(chǔ)量豐富,價(jià)格低廉,多年來(lái),全球科研人員一直致力于研發(fā)一種以鈉材料為基礎(chǔ)的電容量更高、價(jià)格又低廉的電池,以替代目前的鋰離子電池,電容量高的鈉電池要比鋰離子電池更具有商業(yè)優(yōu)勢(shì)。
俄德科研人員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),如果將鈉原子用一種特殊的方式“包裹”起來(lái),比如,像三明治那樣,將鈉原子放置在兩層石墨烯之間,就可以大大提高這種鈉原子結(jié)構(gòu)的電容量,進(jìn)而開發(fā)出高性能的鈉電池。
莫斯科國(guó)立鋼鐵合金學(xué)院研究員伊利亞·切普卡索夫表示,具備鋰離子和石墨烯三層結(jié)構(gòu)的鋰電池,每克電容量為828毫安時(shí),是傳統(tǒng)石墨陽(yáng)極鋰電池(每克372毫安時(shí))的兩倍以上。他稱,目前研究人員開出三層結(jié)構(gòu)鈉電池樣品,并正在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試,初步測(cè)試結(jié)果表明,新的三層結(jié)構(gòu)鈉離子電池的每克電容量與傳統(tǒng)石墨陽(yáng)極鋰離子電池相當(dāng),約為每克335毫安時(shí)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
總編輯圈點(diǎn)
在當(dāng)今電池界,鋰電池還是當(dāng)之無(wú)愧的主流。但鋰電池的最大問(wèn)題是鋰在自然界中的儲(chǔ)存量有限??傆幸惶欤祟愋枰玫教娲?。鈉和鋰的化學(xué)性質(zhì)相似,但鈉在地球上的儲(chǔ)量非常高,這種優(yōu)勢(shì)使得其脫穎而出。不過(guò),現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是,單位質(zhì)量的鈉電池儲(chǔ)能要比鋰電池少,所以,科研人員正在提高鈉電池儲(chǔ)能上下功夫。目前,鈉電池的產(chǎn)業(yè)化還處于初級(jí)階段,多是高校和研究所在進(jìn)行。但厚積薄發(fā),做好技術(shù)儲(chǔ)備,等到需要替代之時(shí),也是它大顯身手之日。