鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:413次 | 2023年03月07日
更持久的鈉離子電池更接近成為現(xiàn)實(shí)
美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(PacificNorthwestNationalLaboratory)的研究人員在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中開(kāi)發(fā)出了壽命大大延長(zhǎng)的鈉離子電池,從而克服了該技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的重要障礙之一。
在《自然能源》(NatureEnergy)雜志上發(fā)表的一篇論文中,科學(xué)家們解釋說(shuō),電池液體核心成分的轉(zhuǎn)變可以防止迄今為止一直困擾鈉基電池的性能問(wèn)題。
他們說(shuō),他們的期望是,有一天,這種電池可以為電動(dòng)汽車(chē)供應(yīng)動(dòng)力,并儲(chǔ)存來(lái)自太陽(yáng)的能量。
該研究的第一作者張繼光(JasonZhang)在一份媒體聲明中表示:在這里,我們?cè)瓌t上表明,鈉離子電池有潛力成為一種持久的、環(huán)保的電池技術(shù)。
張解釋說(shuō),在電池中,電解質(zhì)是保持能量流動(dòng)的循環(huán)血液。電解質(zhì)是通過(guò)將鹽溶解在溶劑中形成的,導(dǎo)致帶電離子在正極和負(fù)極之間流動(dòng)。隨著時(shí)間的推移,保持能量流動(dòng)的電化學(xué)反應(yīng)變得緩慢,電池不再能夠充電。在目前的鈉離子電池技術(shù)中,這個(gè)過(guò)程比類(lèi)似的鋰電池要快得多。
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%
因此,PNNL團(tuán)隊(duì)通過(guò)更換液體溶液和流經(jīng)其中的鹽類(lèi)型來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,從而創(chuàng)造出一種全新的電解質(zhì)配方。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中,新設(shè)計(jì)被證明是耐用的,在4.2V的電壓下循環(huán)300次后,電池容量保持在90%,這比之前報(bào)道的大多數(shù)鈉離子電池都要高。
該配方還顯示出對(duì)陽(yáng)極保護(hù)膜有穩(wěn)定用途,而保護(hù)膜通常會(huì)隨著時(shí)間的推移而溶解。
張和他的同事們表示,這種新型電解質(zhì)還會(huì)在陰極上出現(xiàn)一層超薄保護(hù)層,為整個(gè)裝置供應(yīng)額外的穩(wěn)定性。
消防
新的鈉離子技術(shù)使用自然滅火溶液,也不受溫度變化的影響,可以在高電壓下工作。這一特性的關(guān)鍵之一是在陽(yáng)極上形成的超薄保護(hù)層。這一超薄層一旦形成就保持穩(wěn)定,供應(yīng)了研究文章中報(bào)道的長(zhǎng)循環(huán)壽命。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
我們還測(cè)量了陰極氣體蒸汽的出現(xiàn),研究合著者馮樂(lè)解釋說(shuō)。我們發(fā)現(xiàn)天然氣產(chǎn)量非常低。這為開(kāi)發(fā)可在高溫下工作的鈉離子電池穩(wěn)定電解質(zhì)供應(yīng)了新的見(jiàn)解。
Le指出,目前,鈉離子技術(shù)在能量密度方面仍落后于鋰。但它具有不受溫度變化影響、穩(wěn)定性好、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),對(duì)某些輕型電動(dòng)汽車(chē)乃至未來(lái)電網(wǎng)儲(chǔ)能的應(yīng)用都有價(jià)值。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的應(yīng)用,研究團(tuán)隊(duì)繼續(xù)完善他們的設(shè)計(jì)。
勒指出,他和他的合著者還在試驗(yàn)其他設(shè)計(jì),以努力減少并最終消除使用鈷的必要性。