钠离子电池研究新停顿:不到80%本钱 便可存储锂离子电池分歧能量

2017年10月10日 14:51 次浏览 稿源:cnBeta.COM 条评论

锂离子电池曾经成了各个行业的储能首选,从手机到汽车,简直包罗万象。然则它的电极材料(锂 / Li)比较罕见,是以开采和精华精辟占据了本钱的大年夜头。多年来,我们一向在寻觅更实惠的替换品。而斯坦福大年夜学的研究人员们,就将眼光瞄向了陈旧的材料(盐 / NaCl)上 —— 其最新研制的钠离子电池,可以或许以 80% 不到的本钱,存储与锂离子电池相当的能量!

图 1:Na2C6O6 分子构造,及其在纳电池中、于不合条件下所表示的电化学性质(不分歧的相变)。


斯坦福大年夜学最新开辟的钠离子电池,已在储能本钱大将锂离子电池远远抛在后头。地球具有广阔的陆地和盐湖等钠盐来源,因此钠离子无疑成了一个完美的低本钱储能候选。

图 2:Na2C6O6 充钠-去钠(嵌纳-脱纳)过程的相位变换。


另外钠电池可以有很多种形状,比如笔记本电脑上罕见的 18650 电芯。首席研究者 Zhenan Bao 表示:“性能上,锂元素临时还找不到敌手。但它其实太贵太罕见,因此我们须要开辟元素加倍丰富、本钱加倍昂贵的钠基电池”。

图 3:Na2C6O6 在充钠-去钠(嵌纳-脱纳)过程当中的电压变更。


斯坦福团队采取了钠盐电极的设计,充上正电荷的钠离子会游向充负电荷的磷正极 —— 这两种元素在天然界中的储量都很丰富。研究人员还称:为了改进充放电轮回周期,他们分析了电池任务时,钠离子附着和离开阴极的原子力程度。

图 4:可逆相变时代的形状学变更,和 Na2C6O6 储钠的氧化-复原机制。


终究,他们的钠离子电池完成了高达 484 mAh/g 的可逆容量、和 726 Wh/kg 的能量密度。新电池的动力效力据称逾越了 87%,至于最重要的本钱方面,研究人员宣称可以 80% 不到的投入,完成与锂离子电池相当的储电量。

图 5:Na2C6O6 电极在半电池和全电池中的电化学四储钠表示。


下一步,团队将在磷阳极上投入更多精力,以便压榨出钠离子电池的更多性能。与锂离子比拟,团队也欲望进一步晋升钠离子电池的体积能量密度。这项研究的概略,曾经发表在近日出版的《天然动力》(Nature Energy)期刊上。

[编译自:New Atlas , 来源:Standford University]

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