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在電池技術(shù)領(lǐng)域，美國芝加哥大學普利茲克分子工程學院和加州大學圣地亞哥分校化學與納米工程系的研究團隊取得了重大突破，他們共同研發(fā)出了世界上首款無陽極鈉固態(tài)電池。 這項研究的論文首席作者介紹道：“雖然鈉電池、固態(tài)電池和無陽極電池各自為人所知，但迄今為止，還沒有人能夠?qū)⑦@三種概念成功結(jié)合起來。” 該研究最近發(fā)表在《自然能源》（Nature Energy）雜志上，揭示了這種新型鈉電池的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠進行數(shù)百次穩(wěn)定的循環(huán)。通過移除負極并采用廉價且豐富的鈉代替鋰，這種新電池的生產(chǎn)成本更低，環(huán)境影響也更小。得益于其創(chuàng)新的固態(tài)設(shè)計，電池的安全性和耐用性得到了顯著提升。 為了制造具備與鋰電池相當能量密度的鈉電池，研究團隊開發(fā)了一種全新的電池結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)電池在充電時需要一個陽極來存儲離子，而在使用中，離子會從陽極通過電解質(zhì)流向陰極，為各種設(shè)備和汽車提供動力。 無陽極電池則去除了陽極部分，直接在電解質(zhì)的堿金屬電化學沉積上儲存離子。這種設(shè)計使得電池能夠達到更高的電壓和更低的成本，并提升了能量密度，但同時也帶來了自身的挑戰(zhàn)。 這些液體電解質(zhì)在穩(wěn)定地消耗活性材料的同時，會形成一種稱為固體電解質(zhì)界面（SEI）的物質(zhì)，這種物質(zhì)隨時間推移會降低電池的使用效率。 研究團隊采用了一種創(chuàng)新的方法來應對這一挑戰(zhàn)。他們設(shè)計了一個圍繞電解質(zhì)的電流收集器，這是一個反傳統(tǒng)的做法，因為通常電流收集器是被電解質(zhì)所包圍的。他們使用的鋁粉末在高壓下被致密化，形成了一個固體的集電體，同時仍然保持了與電解質(zhì)類似液體的接觸性，這為低成本、高效率的循環(huán)提供了可能。 《賽特科技日報》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） |
