新的钠离子电池阴极材料

一个国际科学家小组由锂离子电池(锂)的发明者提出新型阴极材料的潜在继任者,钠离子电池(Na-ion)。

锂电池的普遍性在当前移动技术是无与伦比的。但其潜在的大规模应用在电动汽车和储能受到锂的高生产成本和供应有限。许多研究人员希望克服这个问题,代之以钠,这是更便宜、更容易处理和近乎无限丰富。

Na-ion电池锂离子电池一样工作。在放电,Na⁺离子迁移从阳极到阴极,阴极的电子平衡旅游通过外部电路,在那里他们可以用来执行电气工作。到达阴极,电子是通过利用一个氧化还原电对,而钠离子插入到阴极结构——这对充电过程是可逆的。

“问题是钠离子的大小,“解释道Preetam辛格在奥斯汀的得克萨斯大学的,我们研究背后的科学家之一。“你不能简单地重复的锂离子技术通过直接用锂代替钠的化学结构不同的阴极和电解质材料,因为sodium-sodium互动更强,所以你不能得到良好的速度性能。推动我们的研究主要是找到一些不同于旧结构。”

辛格是能源材料研究领导的研究小组的一员John Goodenough锂电池的发明者。在他们最近的研究呈现出矿物eldfellite全国女性主管协会(丝(₄)₂)作为一个潜在的Na-ion阴极材料,它是由Na⁺和菲^{3 +}层分离在一个固定的距离₄^{2 -}多面体。这些固定的空间允许钠离子的扩散,这意味着这种材料能够实现80%的理论比容量最大——电荷的数量可以容纳每克的材料。

我认为这是一个非常独特的材料的商业实现Na-ion电池,“评论Shinichi Komaba电池材料专家从东京理科大学,日本。最有趣的是,这是一个4伏类正极铁^{2 +}/铁^{3 +}细胞氧化还原电对Na和李,我期待更多的新材料将发现这样一个钠离子和锂离子的结合化学。”

有进一步的可能性这种材料我们目前正在调查,“继续辛格。的磁类似物或镍锰会有趣我们期望这些更高的功率密度。我们也正努力减少硫酸盐联系的数量,因为这可能会增加材料的能力。