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钠离子电池研究新进展:不到80%成本 即可储存锂离子电池同等能量

zjmanager 2017-10-11 10:06


  锂离子电池已经成为了各个行业的储能首选,从手机到汽车,几乎无所不包。但是它的电极材料(锂 / Li)比较稀有,因此开采和精炼占据了成本的大头。多年来,我们一直在寻找更实惠的替代品。而斯坦福大学的研究人员们,就将目光瞄向了古老的材料(盐 / NaCl)上 —— 其最新研制的钠离子电池,能够以 80% 不到的成本,储存与锂离子电池相当的能量!


钠离子电池研究新进展:不到80%成本 即可储存锂离子电池同等能量


  图 1:Na2C6O6分子结构,及其在纳电池中、于不一样条件下所表现的电化学性质(不一致的相变)。

  斯坦福大学最新开发的钠离子电池,已在储能成本上将锂离子电池远远抛在后头。地球拥有广阔的海洋和盐湖等钠盐来源,因而钠离子无疑成为了一个完美的低成本储能候选。


钠离子电池研究新进展:不到80%成本 即可储存锂离子电池同等能量


  图 2:Na2C6O6充钠-去钠(嵌纳-脱纳)过程的相位变换。

  此外钠电池可以有许多种形态,比如笔记本电脑上常见的 18650 电芯。首席研究者 Zhenan Bao 表示:“性能上,锂元素暂时还找不到对手。但它实在太贵太稀有,因而我们需要开发元素更加丰富、成本更加低廉的钠基电池”。


钠离子电池研究新进展:不到80%成本 即可储存锂离子电池同等能量


  图 3:Na2C6O6在充钠-去钠(嵌纳-脱纳)过程中的电压变化。

  斯坦福团队采用了钠盐电极的规划,充上正电荷的钠离子会游向充负电荷的磷正极 —— 这两种元素在自然界中的储量都很丰富。研究人员还称:为了改进充放电循环周期,他们分析了电池工作时,钠离子附着和脱离阴极的原子力水平。


钠离子电池研究新进展:不到80%成本 即可储存锂离子电池同等能量


  图 4:可逆相变期间的形态学变化,以及 Na2C6O6储钠的氧化-还原机制。

  最终,他们的钠离子电池实现了高达 484 mAh/g 的可逆容量、以及 726 Wh/kg 的能量密度。新电池的能源效率据称超过了 87%,至于最重要的成本方面,研究人员声称可以 80% 不到的投入,实现与锂离子电池相当的储电量。


钠离子电池研究新进展:不到80%成本 即可储存锂离子电池同等能量


  图 5:Na2C6O6电极在半电池和全电池中的电化学四储钠表现。

  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。与锂离子相比,团队也希望进一步提升钠离子电池的体积能量密度。这项研究的详情,已经发表在近日出版的《自然能源》(Nature Energy)期刊上。


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最新评论

引用 青春维修 2017-10-11 10:06
[捂脸]
引用 冠盟科技通讯 2017-10-11 10:06
对的,换汤不换药
引用 讯城科技 2017-10-11 10:06
估计是我们对高新技术关心较少的缘故
引用 维修江湖第一 2017-10-11 10:06
哎,这真是豆腐掉到灰堆里~提不成了
引用 冠盟科技通讯 2017-10-11 10:06
好!
引用 青春维修 2017-10-11 10:06
使用啊!别理论上。。。。
引用 维殇轻谈 2017-10-11 10:06
为什么没人说下复合材料镁电池怎么还不民用化。。。[来看我]
引用 灵魂禁锢 2017-10-11 10:06
草酸钠?!
引用 青春维修 2017-10-11 10:06
这个好以后家里没盐了敲块电池就可以了。
引用 讯城科技 2017-10-11 10:06
肯定比锂电池沉
引用 花开的那一瞬间 2017-10-11 10:06
只关心,啥时间x宝上能买到[我想静静]
引用 花开的那一瞬间 2017-10-11 10:06
量产,量产,量产!重要的事说三遍!
引用 维殇轻谈 2017-10-11 10:06
汽车电动化后,本身车重已经很轻了,所以钠基电池没必要在能量密度上太浪费力了
引用 维修江湖第一 2017-10-11 10:06
骗取科研经费吧
引用 冠盟科技通讯 2017-10-11 10:06
这是我在头条第267次看到关于手机电池有进展的文章!
引用 天籁维修 2017-10-11 10:06
然而没有什么卵用,金属钠唯一标的兰太实业停牌了
引用 维殇轻谈 2017-10-11 10:06
理论上,周期表上任何一个元素都可以做成电池。所以,下次见到氪电池也不要觉得不可思议
引用 冠盟科技通讯 2017-10-11 10:06
说说比锂电池重多少吧,敢说吗[抠鼻]
引用 讯城科技 2017-10-11 10:06
电池这种储能设备是用来不断突破的,真正普及了科学家们又要忙着找项目,只有找到了项目才能申请经费。所以,这种消息看看就好,没有最好只有更好。
引用 讯城科技 2017-10-11 10:06
沙子到处都有,内存,闪存,GPU也没见便宜啊?

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