新材料提高鈉離子電池效率
來(lái)自俄羅斯Skoltech和羅蒙諾索夫莫斯科國(guó)立大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)生產(chǎn)出一種用于鈉離子電池的新材料，作為目前使用的可充電鋰離子技術(shù)的替代品。該材料是具有特定晶體結(jié)構(gòu)的“磷酸鈉-磷酸釩氟化物”粉末，可用于電池陰極，以提供增強(qiáng)的能量存儲(chǔ)容量和效率。
隨著鋰離子電池變得越來(lái)越普遍，為正在開(kāi)發(fā)的新型便攜式電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力，以及存儲(chǔ)風(fēng)電場(chǎng)產(chǎn)生的能量，這推動(dòng)了對(duì)鋰資源的更大需求。但鋰的價(jià)格正在上漲，其產(chǎn)量存在問(wèn)題，因?yàn)榈V床在世界各地分布不均，其儲(chǔ)存能力也可能是一個(gè)問(wèn)題。而這種由更豐富的堿金屬鈉制成的新型高質(zhì)量正極材料比許多同類(lèi)產(chǎn)品提高了10-15%的能源效率，并且耐低溫。
雖然鈉離子電池技術(shù)還很新，但電池單元的基本架構(gòu)是相似的，陰極等元件需要不同的材料。研究人員使用固態(tài)化學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)鑒定材料，該材料與陰極的層狀材料類(lèi)別相比非常好，因?yàn)樗峁┝舜笾孪嗤娜萘亢透叩姆€(wěn)定性，提供了更長(zhǎng)的壽命和更高的成本效益。
理論幫助研究小組找到了能夠提供所需高儲(chǔ)能容量的材料的基本公式，然后才確定哪種晶體結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)這種潛力。采用低溫離子交換法合成了特定的化合物和晶體結(jié)構(gòu)。更高的儲(chǔ)能容量只是這種材料的優(yōu)勢(shì)之一。它還使陰極能夠在較低的環(huán)境溫度下工作。該團(tuán)隊(duì)一直在研究如何開(kāi)發(fā)基于廉價(jià)和豐富元素的負(fù)擔(dān)得起的電池技術(shù)，作為鋰離子電池在快速增長(zhǎng)的大規(guī)模應(yīng)用（如大型電力運(yùn)輸和固定存儲(chǔ)）中的替代品。研發(fā)團(tuán)隊(duì)表示，“這項(xiàng)研究提供了一種簡(jiǎn)單而直接的合成方法，可以創(chuàng)造被認(rèn)為是亞穩(wěn)態(tài)甚至不存在的新電極材料。反過(guò)來(lái)，這種材料的發(fā)展可能會(huì)為顯著提高電池性能鋪平道路?！?/p>
這項(xiàng)研究提供了一種簡(jiǎn)單而直接的合成方法來(lái)制造被認(rèn)為是亞穩(wěn)態(tài)甚至不存在的新電極材料。反過(guò)來(lái)，這種材料的發(fā)展可能會(huì)為顯著提高電池性能鋪平道路。目前該團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步研究該材料以充分發(fā)揮鈉離子電池的性能。
鈉離子電池設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的新方法
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