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    鈉離子電池像鋰電池一樣商用,這將大幅降低電池的投入成本

    2020-09-03 ryder

    如今,人們非常依賴鋰離子電池。 在電動汽車和電池儲能系統的推動下,對鋰電池和鋰礦的需求日益增長。 但是,鋰原料最終將耗盡。 會有能源災難嗎?  
     
    因此,美國普渡大學將目光瞄準鈉離子電池,其原料更豐富,材料更便宜。 近期,他們已經成功地解決了鈉離子電池“失去”充放電離子的問題,進一步提高了電池充放電的穩定性和容量。  
     
    就地殼含量和成本而言,鈉略勝于鋰礦石。 其中,鈉皮含量高達2.6%,含量排名第6,而鋰僅為第27名,如果算上成本,鋰和鈉的差是100倍,鋰約為15,000美元。 美元每公噸,鈉為150美元。 顯然,鈉在電池中獲得了更大的勝利,但是為什么到目前為止鈉離子電池尚未商業化?  
     
    現在,科學家可以控制鈉在水中的燃燒反應,但是在商業化的道路上,鈉離子電池仍需要解決一大障礙,因為鈉離子在電池充電和充電過程中容易丟失。  
     
    鈉離子電池的運行方式與鋰離子電池相同。 它們主要依靠鈉離子在陰極和陽極之間的運動。 但是,鈉離子在充電和放電過程中傾向于附著在陽極上,而不會移動到陰極。  
     
    這種情況也稱為固體電解質中間相(SEI)。 離子在石墨電極上形成千分之一毫米的薄膜,可以保護碳顆粒免于與酸性電解質發生有害反應。 同時,它允許離子在電極和電解質之間穿梭。 普渡大學化學工程副教授Vilas Pol說,SEI的發生不是一件壞事,但是SEI膜太厚會消耗充電所需的鈉離子。  
     
    因此,普渡大學提出了一種解決方案,如果將鈉制成粉末,則可以為SEI提供保護碳顆粒所需的鈉,并且不會消耗充放電所需的鈉離子。  
     
    研究為了減少鈉和水分之間的接觸,研究小組在裝有惰性氣體氬氣的手套箱中進行了一項實驗,并使用超聲波將大量的鈉融化為類似于葡萄牛奶的液體,并 最后將液體冷卻并將其懸浮在己烷溶液中,以便鈉顆粒可以均勻地分布在溶液中。  
     
    實驗結果也很符合科學家的期望將幾滴鈉懸浮液添加到陽極或陰極后,鈉離子電池的充放電穩定性和電池容量得到有效改善。 波爾說,僅對電極處理工藝進行少許改動就可以改善電池性能,這是幫助鈉離子電池走向商業化的另一種方法。  
     
    盡管鈉離子的體積約為鋰離子的兩倍,但其重量或能量密度可能無法與鋰離子電池相比,但該技術的成本較低,有望大大降低鋰離子電池的體積。 電網級電池儲能系統的成本。 各方研究機構都期待著鈉離子電池的發展。 目前,普渡大學已提交新技術的臨時申請。

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