在全球能源轉(zhuǎn)型的緊迫需求下,電池技術(shù)的創(chuàng)新成為了推動可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵力量。近日,一項(xiàng)具有劃時(shí)代意義的科技成果震撼問世——全球首個無陽極鈉固態(tài)電池誕生。
鈉元素在地殼中的儲量約為鋰的 1000 倍,其豐富的儲量意味著鈉電池的原材料供應(yīng)將更加充足和穩(wěn)定,能大大降低電池的生產(chǎn)成本,使大規(guī)模應(yīng)用成為可能。而且,鈉的開采和提煉過程對環(huán)境的影響相對較小,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
傳統(tǒng)的鈉離子電池在能量密度和循環(huán)壽命等方面存在不足。在此背景下,無陽極電池設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)去除了陽極組件,充電時(shí)離子直接在集電器表面通過電化學(xué)沉積的方式儲存,放電時(shí)離子從集電器表面脫離通過電解質(zhì)回到陰極。這一變化帶來了諸多優(yōu)勢,如減輕電池重量和體積,提高整體能量密度,簡化結(jié)構(gòu)降低成本,實(shí)現(xiàn)更高的電池電壓等。
為解決無陽極設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題,研究團(tuán)隊(duì)選擇使用固態(tài)電解質(zhì),并開發(fā)出創(chuàng)新的集電器設(shè)計(jì)。他們使用具有類似液體流動性的固體鋁粉來構(gòu)建集電器,解決了固態(tài)電解質(zhì)與集電器之間的接觸問題,保證了集電器的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性,實(shí)現(xiàn)了與電解質(zhì)的緊密接觸,為無陽極電池提供了穩(wěn)定的界面,確保鈉離子的沉積和脫離過程順利進(jìn)行。
基于這些創(chuàng)新設(shè)計(jì),新型無陽極鈉固態(tài)電池展現(xiàn)出了令人矚目的優(yōu)質(zhì)性能。固態(tài)電解質(zhì)不僅提高了電池的安全性,降低了起火或爆炸的風(fēng)險(xiǎn),還增強(qiáng)了電池的穩(wěn)定性和壽命,使其能夠在更廣泛的溫度范圍內(nèi)正常工作,拓展了應(yīng)用場景。
這一突破性成果為電池行業(yè)帶來了新的希望和可能性,有望徹底改變電池行業(yè)的格局,為我們帶來更加廉價(jià)、高效、安全的能源存儲解決方案。相信在不久的將來,無陽極鈉固態(tài)電池將在電動汽車、移動設(shè)備和大規(guī)模能源存儲等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,推動能源領(lǐng)域的變革與發(fā)展。