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钠电池和固态电池结合?无阳极固态电池诞生!

放大字体  缩小字体 2024-07-10    来源:电池百人会-电池网    作者:编辑部

7月10日消息,近日,美国科学家最新研制出全球首个无阳极钠固态电池。这一成果有助于开发出廉价且能快速充电的大容量电池,以用于电动汽车和电网。相关研究论文发表于最新一期《自然·能源》杂志。

资料显示,与传统电池不同,无负极电池是指不使用负极活性材料的电池,而是依靠碱金属直接电化学沉积到集流体表面。这实现了尽可能低的还原电位,从而实现了更高的电池电压,降低了电池成本,并且由于去除了负极活性材料而提高了能量密度。

但是在无阳极电池中,电解质和集电器之间需要保持良好的接触。使用液体电解质容易做到这一点,因为液体能四处流动,而固体电解质无法做到。

为解决这一问题,研究团队开发出一种新型钠电池架构:采用了具有类似液体流动性的固体粉来构建集电器。在电池组装过程中,粉在高压下变得致密,形成固体集电器,同时与电解质保持类似液体的接触,实现了低成本、高效率的充放电循环。

研究还发现了一种电化学性能稳定的硼氢化钠固态电解质,它能与铝集流体实现近乎完美的接触。形貌评估发现,硼氢化电解质可通过冷压获得近乎完全致密的结构,从而抑制钠枝晶的渗透,并能在电流密度超过6mA cm-2的情况下进行循环。

研究团队认为,新研制出来的钠电池结构稳定,可循环数百次。去除阳极并用钠代替,使新型电池的生产过程变得更加经济环保,同时创新性的固态设计也提高了电池的安全性。



 
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