电动汽车迎来变革?新型钠离子电池或将取代锂离子电池

近日,日本东京大学的一个研究小组发布消息,宣称已经研发出一种新型的高密度多孔碳基材料,该材料可以替代使用于电池中的石墨,从而使得用钠作为阳极的钠离子电池能够获得更高的能量密度,超过现今被广泛使用于电动汽车的锂离子电池。

作为当下实用性最佳的电池,锂离子电池被广泛应用在笔记本电脑、手机以及电动汽车上,它们的优势在于能够提供较高的能量密度,且寿命和稳定性较好,能够适用于需要高能量和反复充电的电动汽车的驱动电池,但它们的缺点也很明显,那就是其中的钴和锂材料稀缺且昂贵,随着未来电动汽车数量的增加,这些材料将变得更加紧缺,价格也会更高。

为了解决这一矛盾,众多的科研人员一直在寻求更廉价易得的材料来替代稀缺金属。英国电池开发商Faradion就将目光放在了储量丰富的钠上面,其首席执行官詹姆斯·奎因(James Quinn)去年就对媒体表示,“钠是地球上第六大丰富的元素,它几乎是无限且可持续获取的”。

但遗憾的是,采用钠作为阳极材料的电池蓄电能力相比锂离子电池差很多,并且在充电和放电时它们还有明显的退化问题,产生这种情况的原因是,钠离子电池会在阴极表面形成一层惰性钠晶体,从而阻止钠离子的流动,降低蓄电能力,从而产生明显的衰减。

此前华盛顿州立大学的一组研究人员发表论文称,他们已经研发出一种钠离子电池,其最重要的成果就是解决了钠离子电池的两个明显“缺陷”——电池容量和充电循环衰减,它的实际效能能够与锂离子电池相媲美,能够储存与锂离子电池一样多的电量,并且在经过1000次充放电循环后电量衰减在20%以内。

另外一个东京大学的钠离子电池研发团队近日也公布消息称,他们研发了一种新的碳基材料,能够基于硬碳(木炭)而合成,并通过氧化镁来调节这种多孔纳米结构的密度,将其用作钠离子电池的阴极后,能够将电池比容量提升至478mAh/g,而目前石墨的比容量最高为372mAh,新材料提升了28%。

对于这种新型材料,该小组还在进行进一步的分析,以确定其使用寿命和低温下的性能,或许不久之后一种便宜的高性能钠离子电池将面市,为电动汽车行业带来新的变革。

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