鉅大LARGE | 點擊量：697次 | 2021年12月22日
研究人員發現了使鈉硫電池商業化的關鍵材料
德克薩斯大學奧斯汀分校(TheUniversityofTexasatAustin)的工程師發明了一種鈉硫電池，解決了一直以來阻礙該技術成為鋰離子電池商業可行性替代品的最大障礙之一。從智能手機到電動汽車，鋰離子電池無處不在。
鈉和硫是未來電池生產中具有吸引力的材料，因為它們比鋰和鈷等材料更便宜，而且更易獲得，而鋰和鈷等材料也存在環境和人權問題。正因為如此，研究人員在過去20年里一直致力于使室溫下的鈉基電池可行。
“我把它稱為夢想中的技術，因為鈉和硫含量豐富，對環境無害，而且成本最低，隨著電氣化的擴大和對可再生能源存儲需求的增加，成本和可承受性將是唯一的主導因素。”得克薩斯大學材料研究所主任、沃克機械工程系教授ArumugamManthiram說。
在德克薩斯大學奧斯汀分校最近的兩項鈉電池進展中，研究人員調整了電解質的組成，這種液體有助于離子在陰極和陽極之間來回移動，以刺激電池的充放電。他們解決了鈉電池中常見的問題，即在陽極上生長的針狀結構，稱為樹突，會導致電池快速降解，短路，甚至起火或爆炸。
研究人員最近在《美國化學學會雜志》上發表了他們的發現。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在之前的鈉硫電池電解質中，硫形成的中間化合物會溶解在液體電解質中，并在電池的兩個電極之間遷移。這種動態，被稱為穿梭，可以導致材料損失，組件退化和樹突形成。
研究人員發明了一種能防止硫溶解的電解質，從而解決了穿梭和樹突的問題。這使電池的壽命周期更長，在300次充放電循環以上表現出穩定的性能。
當你在水中放很多糖，它就會變成糖漿。并不是所有的東西都能溶解掉，有些東西是一半聯系，一半溶解的。在電池中，我們希望它處于半溶解狀態。
新型電池電解液的設計思路與此類似:用惰性的、不參與的溶劑稀釋濃鹽溶液，保持“半溶解”狀態。研究人員發現，這種電解質防止了電極上不必要的反應，從而延長了電池的壽命。
在過去的一年中，鋰的價格一路飆升，凸顯了替代能源的需求。鋰礦因其對環境的影響而受到批評，包括大量地下水的使用、土壤和水污染以及碳排放。相比之下，鈉可以在海洋中獲得，更便宜，更環保。
鋰離子電池通常也使用鈷，鈷價格昂貴，主要在非洲剛果民主共和國開采，對人類健康和環境有重大影響。去年，Manthiram展示了一種無鈷鋰離子電池。
研究人員計劃在他們的突破的基礎上，用更大的電池測試它，看看它是否可以適用于技術，比如電動汽車和風能、太陽能等可再生資源的存儲。
