华盛顿州立大学(WSU)和太平洋西北国家实验室(PNNL)的研究人员研制出了一种钠离子电池，这种电池可以和一些商用锂离子电池化学物质一样储存大量的能量，并具有同样的工作性能，这使得利用丰富而廉价的材料开发出一种具有潜在可行性的电池技术。

 

该小组报告了迄今为止最好的钠离子电池的结果之一。它能够提供类似于一些锂离子电池的容量，杏耀开帐号并且能够成功地充电，在1000次循环后保持80%以上的电量。这项研究由华盛顿州立大学机械与材料工程学院的林跃河教授和太平洋国家实验室的高级研究员李晓林领导，研究结果发表在ACS能源快报杂志上。

 

“这是钠离子电池的一个重大发展，”支持太平洋国家实验室这项工作的能源部电力办公室能源存储主任Imre Gyuk博士说。“在很多应用中，人们对用钠离子替代锂离子电池的潜力非常感兴趣。”

 

锂离子电池无处不在，应用广泛，如手机、笔记本电脑和电动汽车。但它们是由钴和锂等稀有而昂贵的材料制成的，这些材料大多在美国以外的地方发现。随着电动汽车和电力存储需求的上升，这些材料将变得更加难以获得，可能还会更加昂贵。锂电池在满足日益增长的电网储能需求方面也存在问题。

 

另一方面，钠离子电池是用来自海洋或地壳的廉价、丰富且可持续的钠制成的，可能成为大规模能源存储的理想选择。不幸的是，它们不能像锂电池那样储存那么多的能量。

 

它们也有充电困难，因为这将需要有效的能量储存。一些最有前途的正极材料的一个关键问题是在正极表面堆积了一层无活性的钠晶体，阻止了钠离子的流动，从而杀死了电池。

 

“电池的关键挑战是既要有高能量密度，又要有良好的循环寿命，”论文的第一作者、现任职于劳伦斯伯克利国家实验室的WSU博士宋俊华说。

 

作为这项工作的一部分，研究小组创造了一层金属氧化物阴极和一种含有额外钠离子的液体电解质，创造了一种与阴极有更好的相互作用的更咸的汤。他们的阴极设计和电解质系统允许钠离子的持续运动，防止无活性的表面晶体堆积，并允许不受阻碍的发电。

 

“我们的研究揭示了阴极结构演变和与电解质表面相互作用之间的本质关联，”Lin说。“这是迄今为止报道的具有层状阴极的钠离子电池的最佳结果，表明这是一种可与锂离子电池相媲美的可行技术。”

 

研究人员正在努力更好地了解电解质和阴极之间的重要相互作用，杏耀注册帐号这样他们就可以用不同的材料来改进电池设计。他们还想设计一种不使用钴的电池，钴是另一种相对昂贵而稀有的金属。

 

“这项工作为实用的钠离子电池铺平了道路，我们获得的关于阴极-电解液相互作用的基本见解为我们如何开发未来钠离子电池以及其他类型的电池化学中无钴或低钴阴极材料提供了线索，”宋说。“如果我们能找到锂和钴的可行替代品，钠离子电池就能真正与锂离子电池竞争。”

 

他补充说:“这将改变游戏规则。”