鈉基電池是鈉與一種叫做肌醇的化合物結合在一起的一種電池。2017年十月,由斯坦福大學的研究人員開發出來。這種新型電池里的鈉與一種叫做肌醇的化合物結合在一起,這是一種在家用產品中常見的有機化合物,包括嬰兒配方奶粉。正如鈉的含量比鋰要豐富得多,米糠醇很容易從米糠中提煉出來,也可以在玉米加工過程中產生的副產品中找到。
鈉基電池主要原理
鈉離子電池中,鈉離子可附著在肌醇上,而肌醇是一種常見的化合物,可從米糠或玉米加工過程中的液體副產物中提取。鈉離子和肌醇的新結合顯著改善鈉基電池的離子循環,使離子能更加有效地從陰極移動穿過電解質到磷陽極,繼而出現更強的電流。
鈉基和鉀基電池面對的最大障礙之一是它們會更快地衰變和退化,且能量密度比鋰離子電池更低。但情況并非總是如此。研究人員在研究了鋰離子、鈉離子和鉀離子與硫化鐵粒子的反應時發現:鈉和鉀與硫化鐵在反應過程中更加穩定,這表明基于鈉或鉀的電池壽命可能比預期長得多。
鈉基電池和鋰離子電池的區別
1、電池內部電荷載體的不同,鋰離子電池是通過鋰離子在正負極之間移動、轉換實現充放電的,而鈉離子電池則是由鈉離子在正負極之間的嵌入、脫出實現電荷轉移的,其實二者的工作原理是相同的。
2、兩者離子半徑不同,這半徑差別導致鈉離子電池的性能遠遠不及鋰離子電池;鋰離子的負極可以使石墨,但是鈉離子幾乎不能再石墨中脫嵌/嵌入,容量很小;其他碳材料經過處理最多可以達到差不多300多毫安時;離子在正極中的容量很小,只有一百多毫安時;鈉離子在正負極中嵌入/脫嵌阻力很大,源于半徑大;可逆性差,不可逆容量損失大。
目前,新能源汽車的技術核心在鋰離子電池,不過現在有一種鈉基電池,可以用更低的價格存儲和最新鋰離子電池相同的能量。材料價格占據電池價格的四分之一。鋰離子電池發明至今已有25年,且一直占據著重要市場,但鋰已變得越來越稀缺,且開采成本也越來越高。為此,科學家研究后發現,鈉也能儲存離子,且制造電池的成本更低,電量也更多。
雖然新型鈉基電池可能永遠無法滿足電動車制造商的需要,但研究人員認為,它將有助于儲存太陽能板和風力渦輪機等可持續能源所獲得的能源。
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