钠离子电池达到458 Wh/kg:突破性材料缩小与锂电池的差距

发布时间:2024-12-23    来源:interestingengineering.com   关键词:电池材料,钠电池,储能电池,

研究人员开发出一种新型材料,可以提高钠电池的效率。

这种材料由一支国际跨学科研究团队开发,其中包括休斯顿大学的 Canepa 研究实验室,它可以提高钠电池的能源性能。

研究人员强调,这种新材料是化学式为 NaxV2(PO4)3 的磷酸钒钠,它通过将能量密度(即每公斤储存的能量)提高 15% 以上来提高钠离子电池的性能。

与旧款钠离子电池的 396 Wh/kg 相比,这种材料的能量密度更高,为 458 瓦时/千克 (Wh/kg),使钠技术更接近与锂离子电池竞争。

休斯顿大学电气与计算机工程系罗伯特·韦尔奇 (Robert Welch) 助理教授、Canepa 实验室首席研究员 Pieremanuele Canepa 表示,钠比锂便宜近 50 倍,甚至可以从海水中提取,这使其成为大规模储能的更可持续的选择。

“钠离子电池可能更便宜、更容易生产,有助于减少对锂的依赖,并使电池技术在世界范围内更容易获得。”

研究人员还利用新材料 NaxV2(PO4)3 制作了一个电池原型,展示了显著的能量存储效率。据新闻稿称,NaxV2(PO4)3 属于“Na 超离子导体”或 NaSICONs 组,旨在让钠离子在充电和放电过程中顺利进出电池。

该材料具有独特的处理钠的方式,使其能够作为单相系统工作。这意味着它在释放或吸收钠离子时保持稳定。研究人员称,这使得 NaSICON 在充电和放电过程中保持稳定,同时提供 3.7 伏的持续电压(相对于钠金属),高于现有材料中的 3.37 伏。

研究人员还声称,尽管这种差异看起来很小,但它显著提高了电池的能量密度,即它能储存多少能量。其效率的关键是钒,它可以存在于多个稳定状态,使其能够容纳和释放更多的能量。

“连续电压变化是一个关键特性。这意味着电池可以更高效地运行,而不会损害电极的稳定性。这对钠离子技术来说是一个颠覆性的变化,”卡内帕说。

研究人员声称,这项研究的意义不仅限于钠离子电池。用于制造 NaxV2(PO4)3 的合成方法可以应用于具有类似化学性质的其他材料,为先进的储能技术开辟新的可能性。根据新闻稿,这反过来可能会影响一切,从更实惠、更可持续的电池到为我们的设备供电,以帮助我们过渡到更清洁的能源经济。

卡内帕表示,这种材料表明钠离子电池可以满足现代技术的高能量需求,同时具有成本效益和环保性。


资讯来源:interestingengineering.com

免责声明: 本站内容转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,转载此文仅出于传递更多信息的目的,但这并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本站所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本站内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。

下一篇:暂无
【返回列表】