據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)華盛頓州立大學(xué)（Washington State University，WSU）與太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）的研究人員已經(jīng)研制出一款鈉離子電池，而且其儲(chǔ)能能力和化學(xué)性能與某些商用鋰離子電池的相當(dāng)，從而使得利用豐富且廉價(jià)的材料打造具有可行性的電池技術(shù)成為可能。
（圖片來(lái)源：華盛頓州立大學(xué)）
該研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告了迄今以來(lái)有關(guān)鈉離子電池研究取得的最佳結(jié)果之一，該電池的容量與某些鋰離子電池類似，并能成功充電，在1000次充放電循環(huán)后仍能保持80%以上的電量。
鋰離子電池?zé)o處不在，廣泛用于手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)汽車等，但是通常由鈷和鋰等稀有且昂貴的材料制成。隨著人們對(duì)電動(dòng)汽車和電力存儲(chǔ)的需求增加，此類材料就更難得到，而且可能會(huì)變得更貴。此外，鋰電池在滿足電網(wǎng)日益增長(zhǎng)的能量存儲(chǔ)需求方面也存在問(wèn)題。
另一方面，鈉離子電池由來(lái)自地球海洋或地殼中廉價(jià)、儲(chǔ)量豐富且具有可持續(xù)性的鈉制成，可成為良好的候選裝置，用于大規(guī)模能源存儲(chǔ)。不幸的是，鈉離子電池的能量存儲(chǔ)能力不如鋰電池。此外，鈉離子電池在充電方面也存在問(wèn)題，但是為有效存儲(chǔ)能量，就需要具備充電能力。此種最有前景的陰極材料總會(huì)遇到一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，即在陰極表面會(huì)形成一層不活躍的鈉晶體，阻止鈉離子的流動(dòng)，最終會(huì)讓電池失效。
作為該項(xiàng)研究的一部分，該研究團(tuán)隊(duì)打造了一個(gè)分層的金屬氧化物陰極和一種包含額外鈉離子的液態(tài)電解質(zhì)，打造了一種鈉離子更濃的溶液，能夠跟陰極更好地互動(dòng)。研究團(tuán)隊(duì)的陰極設(shè)計(jì)和電解質(zhì)系統(tǒng)使得鈉離子能夠繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，阻止不活躍表面晶體的形成，讓電池能夠暢通無(wú)阻地發(fā)電。
現(xiàn)在，研究人員正致力于更好地了解電解質(zhì)和陰極之間進(jìn)行的重要互動(dòng)，從而可以用不同的材料來(lái)改進(jìn)電池設(shè)計(jì)。此外，研究人員還想設(shè)計(jì)一種不使用鈷的電池，因?yàn)殁捯彩且环N相對(duì)昂貴且稀有的金屬。
研究人員表示：“該項(xiàng)研究為實(shí)現(xiàn)具實(shí)用性的鈉離子電池鋪平了道路，我們獲得的有關(guān)陰極-電解質(zhì)相互作用的基本見(jiàn)解，為未來(lái)如何在鈉離子電池中研發(fā)無(wú)鈷或少鈷陰極材料，以及研發(fā)其他電池化學(xué)材料提供了基本思路。如果我們能夠找到可行的替代品，取代鋰和鈷，鈉離子電池就能夠真正與鋰離子電池競(jìng)爭(zhēng)了?！?
