研究人員開發無負極鈉離子電池 外形更小/成本更低
時間:2021-05-21 08:51來源:蓋世汽車社區 作者:Elisha
點擊:
次
（圖片來源：WUSTL）
據外媒報道，圣路易斯華盛頓大學（Washington University in St. Louis）的Peng Bai實驗室開發出一種高效、穩定的無負極鈉離子電池。Peng Bai為該校能源、環境和化學工程系的助理教授。與傳統鋰離子電池相比，這種電池要小得多，而且成本更低。
傳統的鋰離子電池由正極和負極組成，二者都可以存儲鋰離子；兩個電極之間有隔板；離子通過電解液移動。當鋰離子從負極流向正極時，自由電子通過集流器流向需要供電的設備，而鋰離子則通過隔板流向正極。這一充電過程是可逆的，鋰離子也會從正極通過隔板到達負極。
用鈉離子取代鋰離子，并取消負極的概念并不新鮮。但研究人員表示，這種無負極電池總是很快就失效，或者容量非常低，或者需要對集流器進行特殊處理。由于枝晶生長，無負極電池往往很不穩定。以往，這被歸咎于堿金屬的反應性，在無負極電池中，也就是金屬鈉。
在新電池設計中，負極側只用一層銅箔作為集流器，即電池中沒有活性負極材料。鈉離子不是流動到負極，而是被轉化為金屬，直到再返回正極。首先，它們將自己鍍在銅箔上，等到需要回到正極時，它們又溶解了。研究人員Bingyuan Ma表示：“據我們觀察，電池中沒有形成枝晶。而且，鈉離子沉積物平整，帶有金屬光澤。關于這種堿金屬，我們從來沒有觀察到過這種生長模式。”
研究人員開發的是一種獨特的透明微管電池，可以從新的視角觀察電池。傳統上，必須將電池打開，才能檢測其中存在的問題。但是，這種后發式觀察的作用有限。Bai表示：“電池的不穩定性都是在運行過程中累積形成的。真正重要的是，動態過程中的不穩定因素，但這是沒有辦法表征的。”通過觀察透明無負極微管電池，“我們可以清楚地看到，如果不好好控制電解液，你會發現各種不穩定因素。”包括枝晶的形成。
從本質上來說，這要歸結于電解液中有多少水。堿金屬可以與水反應。研究團隊嘗試減少水含量。在觀察電池的運行過程中，研究人員發現光滑的、有光澤的鈉沉積物。正是材料的光滑性，消除了枝晶形成的可能性。
zBai表示：“我們對微管電池進行檢測，并發現電解液的干燥過程更長。大家都在談論電池中的含水量，但在以前的研究中，人們通常認為，水的數量只是需要注意的一個統計數據。實際上，這是關鍵所在。
“含水量必須低于百萬分之十。正是認識到這一點，才制造出了微管電池，而且是工作電池。從性能上看，這種電池類似于標準的鋰離子電池，但是因為沒有負極，所占用的空間要少得多。”
研究人員表示，電動汽車中有四分之一的成本來自于電池。鈉離子電池的能量密度與鋰離子電池相當，但使用的是比鋰更常見的金屬，而且因為沒有負極，比目前的鋰離子電池更小，成本更低。
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
猜你喜歡
-
工程師開發出可穩定氣態電解質的隔膜 使超低溫電池更安全
2021-06-10 08:45 -
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
南京大學金鐘課題組設計介觀結構鋰負極材料用于高比能鋰金屬電池
2021-06-04 08:53 -
斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發儲能系統 最高可儲能328kWh
2021-06-03 10:23 -
上海硅酸鹽所在鋰金屬電池負極的MOF衍生涂層及其電鍍傳質模式研究中取得系列進展
2021-05-17 08:39 -
得州農工大學開發新型無金屬多肽電池 可根據要求進行降解
2021-05-15 13:19 -
研究人員開發新型電解質 提升鋰空氣電池循環穩定性
2021-05-14 08:50 -
研究人員采用磁性納米粒子從水源中提取有價值元素 可用于電動汽車電池
2021-05-13 21:48 -
阿爾托大學開發電池回收新方法 不需要破碎或溶解電池
2021-05-11 21:28 -
USU團隊利用EV報廢電池開發太陽能存儲系統 更具成本效益
2021-05-11 21:09
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
工程師開發出可穩定氣態電解質的隔膜 使超低溫電池更安全
2021-06-10 08:45 -
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
南京大學金鐘課題組設計介觀結構鋰負極材料用于高比能鋰金屬電池
2021-06-04 08:53 -
斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發儲能系統 最高可儲能328kWh
2021-06-03 10:23 -
上海硅酸鹽所在鋰金屬電池負極的MOF衍生涂層及其電鍍傳質模式研究中取得系列進展
2021-05-17 08:39 -
得州農工大學開發新型無金屬多肽電池 可根據要求進行降解
2021-05-15 13:19 -
研究人員開發新型電解質 提升鋰空氣電池循環穩定性
2021-05-14 08:50 -
研究人員采用磁性納米粒子從水源中提取有價值元素 可用于電動汽車電池
2021-05-13 21:48
本月熱點
-
2020年鋰電池行業研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發｜深圳一鋰電企業停止經營、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53
企業微信號
微信公眾號