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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    鈉離子電池會成為新一代的鋰離子電池技術嗎?兩者間有何不用之處?

    2021-04-25 ryder

    科學家們發現了鈉離子電池(sib)所需要的成分,這有助于提高sib的性能,如充電速度。盡管鋰電池目前很受歡迎,但由于鋰不僅昂貴而且有限,人們預計鋰電池將很快找到新能源。研究結果聲明,SiB有可能成為鋰電池的替代品。

    在無機晶體結構數據庫中對約4300種化合物進行了鈉遷移能的高通量計算,該化合物實在表現出優異的高速率性能和循環耐久性;具體地說,該化合物表現出穩定的10C循環,其完全充電的速率僅為6分鐘。/在室溫下進行50次充放電循環后,放電和約94%的容量保持率。這些結果與鈉離子電池的典型陰極材料相當或優于后者。

    日本名古屋理工學院(Nitech)的研究人員已經證明,一種特殊的材料可以作為鈉離子電池的高效電池包分,與鋰電池在多個電池特性,特別是充電速度方面進行競爭。

    研究結果發表在2018年11月的科學報告中,由Nitech高級陶瓷系助理教授NaotoTanibata博士領導。

    流行的鋰電池有幾個好處——它們是可充電的,使用范圍很廣。它們被用于筆記本電腦和手機等設備,以及混合動力和全電動車。電動車是處理農村污染和實現清潔可繼續交通的緊要技術,在處理能源和環境危機方面發揮著緊要作用。鋰的一個缺點是它是一種有限的資源。不僅價格昂貴,而且其年產量(技術上)有限(由于干燥過程)。考慮到對電池驅動裝置尤其是電動車的需求不斷增加,尋找鋰的替代品的需求變得越來越急切,鋰既便宜又豐富。

    由于多種原由,鈉離子電池是鋰電池的一種有吸引力的替代品。鈉不是一種有限的資源——它在地殼和海水中都很豐富。此外,在適當的晶體結構設計下,鈉基組分有可能萌生更快的充電時間。然而,鈉不能簡單地與鋰交換,鋰用于目前的電池材料,因為它是一個較大的離子尺寸和略有不同的化學。因此,研究人員需要在大量的候選材料中,通過試錯法尋找最佳的鈉離子電池材料。

    Nitech的科學家們已經找到知道決這個問題的合理而有效的辦法。從晶體結構數據庫中提取約4300種化合物,并對其進行高通量計算后,其中一種化合物獲得了良好的結果,因此是鈉離子電池包分的一個很有前景的候選化合物。研究人員發現,Na2V3O7具有良好的電化學性能以及晶體和電子結構。該化合物具有快速充電性能,能在6分鐘內穩定充電,研究人員還證明了該化合物具有較長的電池壽命和較短的充電時間。

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