隨著智能手機和其他可充電設備鋰離子電池的普及，很難想象用什么來替代。但鋰價格的上漲促使人們一直尋找替代品。目前，一種使用豐富的、現(xiàn)成的海水制成電池的技術給我們帶來了希望。這項研究發(fā)表在《應用材料》雜志上。

鈉-空氣或鈉-氧電池被認為是當今替代鋰離子電池最有前途，也是最具成本效益的作品。但在實現(xiàn)商業(yè)用途之前，還存在一些挑戰(zhàn)。來自韓國的研究人員們一直在應對這些挑戰(zhàn)，他們將海水作為陰極電解質(zhì)，在電池中，電解質(zhì)是允許電荷在陰極和陽極之間流動的元件。海水不斷的流入和流出，為電池供應了鈉離子，而水負責出現(xiàn)電荷。然而，這些反應遲緩，因此研究人員想要找到一種方法來加速它們。

關于他們的新電池，研究小組用多孔鈷錳氧化物納米顆粒制備催化劑?？紫缎纬梢粋€很大的表面積，以鼓勵出現(xiàn)電荷所需的電化學反應。一個硬碳電極作為陽極。結果電池在100多個周期內(nèi)有效運行，平均放電電壓約為2.7伏特。研究人員說，這還沒有達到鋰離子電池的水平，鋰離子電池可以達到3.6到4.0伏特，但這一進步正在接近彌合差距。近日，我國科學院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心清潔能源重點實驗室E01組博士生容曉暉在研究員胡勇勝、副研究員禹習謙和研究員谷林的指導下，在CellPress旗下的能源期刊Joule上發(fā)表最新研究成果AnionicRedoxReactionInducedHigh-CapacityandLow-StrainCathodewithSuppressedPhase-Transition。研究者基于前期的陰離子氧化還原的研究基礎（Joule,2,125-140,2018），設計了結構和組成為P2-Na0.72[Li0.24Mn0.76]O2的鈉離子電池正極材料，發(fā)現(xiàn)組裝的半電池在1.5-4.5V之間具有~270mAh/g的超高可逆比容量，能量密度可達700Wh/kg，是目前已知具有最高能量密度的鈉離子電池正極材料。后與美國布魯克海文國家實驗室博士胡恩源和教授楊曉青、法國波爾多大學教授ClaudeDelmas等深度合作，通過中子散射、同步輻射技術等先進表征手段細致研究了該材料的電荷補償機制和結構演化過程，并發(fā)現(xiàn)了陰離子氧化還原機制不但可以供應額外的容量，還具有穩(wěn)定鈉離子電池層狀結構、減小體積應變的用途，這是該材料具有超高比容量的內(nèi)在原因。