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低溫下也能穩(wěn)定運(yùn)行 國(guó)際團(tuán)隊(duì)合作研制新型鈉基固態(tài)電池

2025年09月22日 15:36:58 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：5531

最近，一個(gè)由美國(guó)芝加哥大學(xué)與新加坡科技研究局材料研究與工程研究所組成的團(tuán)隊(duì)，合作研制了一款鈉基固態(tài)電池，這款鈉基固態(tài)電池能在零攝氏度以下低溫環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，有效解決了鈉基固態(tài)電池的痛點(diǎn)。

　　電池是現(xiàn)代重要的能源載體之一，同時(shí)也是電力系統(tǒng)中重要的儲(chǔ)能裝置。可以說(shuō)，如今我們的生活高度依賴電池技術(shù)的，眾多創(chuàng)新產(chǎn)品依托于電池才能正常的提供功能化服務(wù)，為我們帶來(lái)便捷，諸多新興產(chǎn)業(yè)也在圍繞電池技術(shù)進(jìn)行發(fā)展。甚至，像IT行業(yè)、新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)等當(dāng)下熱門(mén)行業(yè)，其發(fā)展瓶頸與電池技術(shù)直接掛鉤。
 
　　在這一大背景下，全球?qū)τ陔姵丶夹g(shù)的重視程度有目共睹，研發(fā)更高效、更安全、更實(shí)用的電池也自然而然的成為了該領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。固態(tài)電池也是在這一基礎(chǔ)下被提出并逐漸發(fā)展起來(lái)的一種電池科技。
 
　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池，由于采用固體傳導(dǎo)物質(zhì)代替了電解液，因此相較于傳統(tǒng)鋰電池，固態(tài)電池的能量密度更高，安全系也更好，被科學(xué)界認(rèn)為是突破現(xiàn)階段電池理論極限的一個(gè)途徑。而在固態(tài)電池家族中，鈉基固態(tài)電池又是非常特殊的一類。
 
　　目前大部分固態(tài)電池仍基于鋰電池開(kāi)發(fā)，正負(fù)極材料中仍普遍含有鋰元素。而鋰資源存在儲(chǔ)量相對(duì)稀缺、價(jià)格昂貴等問(wèn)題，并且鋰礦的開(kāi)采過(guò)程對(duì)于環(huán)境威脅較大，開(kāi)采過(guò)程還可能對(duì)環(huán)境造成破壞。而鈉元素則不同。鈉資源豐富且提取成本較低、環(huán)境負(fù)擔(dān)較輕，因此如果可以開(kāi)發(fā)出性能穩(wěn)定的鈉基固態(tài)電池，不但可以解決傳統(tǒng)鋰電池性能問(wèn)題，還有利于電池產(chǎn)業(yè)向綠色環(huán)保的方向進(jìn)一步發(fā)展。
 
　　然而現(xiàn)階段鈉基固態(tài)電池存在一個(gè)較為致命的問(wèn)題——室溫和低溫條件下無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。
 
　　而就在最近，一個(gè)由美國(guó)芝加哥大學(xué)與新加坡科技研究局材料研究與工程研究所組成的團(tuán)隊(duì)，合作研制了一款鈉基固態(tài)電池，這款鈉基固態(tài)電池能在零攝氏度以下低溫環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，有效解決了鈉基固態(tài)電池的痛點(diǎn)。
 
　　據(jù)介紹，研究團(tuán)隊(duì)將一種未曾應(yīng)用于固體電解質(zhì)領(lǐng)域的成熟工藝用在了電池開(kāi)發(fā)中——通過(guò)將亞穩(wěn)態(tài)氫化硼酸鈉加熱至結(jié)晶溫度后迅速冷卻，成功穩(wěn)定了其晶體結(jié)構(gòu)。隨后將氫化硼酸鈉與涂覆氯化物基固體電解質(zhì)的O3型陰極結(jié)合，構(gòu)建出更厚的陰極結(jié)構(gòu)，從而減少非活性材料比例提升電池的能量密度。并且由于技術(shù)本身較為成熟，因此該方案從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的可行性也非常高。
 
　　并且實(shí)驗(yàn)結(jié)果也顯示，這種新型鈉基固態(tài)電池在電化學(xué)性能層面拉近了鈉與鋰的競(jìng)爭(zhēng)距離，不但打開(kāi)了鈉基固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化方向，同時(shí)也拓寬了電池研發(fā)的新方向，起到了重要的引導(dǎo)作用。
 
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