團隊創造出具有高能量密度和長循環壽命的無陽極鈉電池

近年來，世界各地的工程師一直在嘗試設計更具可持續性和成本效益的新電池和儲能技術。引起特別興趣的解決方案之一是鈉基電池技術。與傳統和廣泛使用的鋰基電池相比，鈉離子電池具有許多優勢。最值得注意的是，由于我們星球上的鈉含量豐富且易于采購，因此它們可以負擔得起且易于大規模生產。

盡管它們可能具有優勢，但迄今為止開發的大多數鈉離子電池都表現出低能量密度，這是由于鈉的原子尺寸相對較大且重量相當大。通常，這些電池的能量密度低于160Whkg-1，明顯低于鋰離子電池。

中國科學院、海納電池科技有限公司、長三角物理研究中心和天目湖先進儲能技術研究所的研究人員最近推出了一種設計策略，以實現具有更高能量密度的鈉離子電池。他們在NatureEnergy上發表的一篇論文中介紹了他們的方法，該方法需要在電池內部引入石墨碳涂層，特別是在鋁集電器上。

研究人員在他們的論文中寫道：“我們報告了一種初始無陽極鈉電池，其能量密度超過200Whkg-1，甚至高于商用LiFePO4||石墨電池。”“通過在鋁集流體上引入石墨碳涂層和電池中的含硼電解質，我們表明均勻的成核和堅固的界面能夠實現可逆和無裂紋的鈉沉積。”

研究人員使用他們的設計策略來制造無陽極鈉電池。這些電池是使用界面工程方法制造的，每個都包括硼基電解質、石墨集流體和層狀氧化物陰極。

然后，他們在一系列測試中評估了他們的電池，發現與其他鈉基電池技術相比，它們具有顯著的能量密度。此外，他們的電池具有較長的循環壽命，這表明它們可以長時間可靠地運行。

研究人員在他們的論文中補充說：“受益于構建的協同界面產生的協同效應，鈉電池在不施加額外壓力的情況下的循環壽命達到260次循環，這是零過量鈉的大型電池的最長壽命。”.“從這項工作中的鈉電鍍/剝離行為和界面化學中獲得的見解為進一步開發具有更高性能的鈉電池鋪平了道路。”

這組研究人員收集的初步結果突顯了他們的設計在制造鈉基電池方面的前景，這種電池可以在現實世界的環境中大規模引入。將來，他們的論文可能會啟發其他團隊測試類似的設計策略，最終為制造新的、可實施的鈉離子電池解決方案鋪平道路。