团队创造出具有高能量密度和长循环寿命的无阳极钠电池

近年来，世界各地的工程师一直在尝试设计更具可持续性和成本效益的新电池和储能技术。引起特别兴趣的解决方案之一是钠基电池技术。与传统和广泛使用的锂基电池相比，钠离子电池具有许多优势。最值得注意的是，由于我们星球上的钠含量丰富且易于采购，因此它们可以负担得起且易于大规模生产。

尽管它们可能具有优势，但迄今为止开发的大多数钠离子电池都表现出低能量密度，这是由于钠的原子尺寸相对较大且重量相当大。通常，这些电池的能量密度低于160Whkg-1，明显低于锂离子电池。

中国科学院、海纳电池科技有限公司、长三角物理研究中心和天目湖先进储能技术研究所的研究人员最近推出了一种设计策略，以实现具有更高能量密度的钠离子电池。他们在NatureEnergy上发表的一篇论文中介绍了他们的方法，该方法需要在电池内部引入石墨碳涂层，特别是在铝集电器上。

研究人员在他们的论文中写道：“我们报告了一种初始无阳极钠电池，其能量密度超过200Whkg-1，甚至高于商用LiFePO4||石墨电池。”“通过在铝集流体上引入石墨碳涂层和电池中的含硼电解质，我们表明均匀的成核和坚固的界面能够实现可逆和无裂纹的钠沉积。”

研究人员使用他们的设计策略来制造无阳极钠电池。这些电池是使用界面工程方法制造的，每个都包括硼基电解质、石墨集流体和层状氧化物阴极。

然后，他们在一系列测试中评估了他们的电池，发现与其他钠基电池技术相比，它们具有显着的能量密度。此外，他们的电池具有较长的循环寿命，这表明它们可以长时间可靠地运行。

研究人员在他们的论文中补充说：“受益于构建的协同界面产生的协同效应，钠电池在不施加额外压力的情况下的循环寿命达到260次循环，这是零过量钠的大型电池的最长寿命。”.“从这项工作中的钠电镀/剥离行为和界面化学中获得的见解为进一步开发具有更高性能的钠电池铺平了道路。”

这组研究人员收集的初步结果突显了他们的设计在制造钠基电池方面的前景，这种电池可以在现实世界的环境中大规模引入。将来，他们的论文可能会启发其他团队测试类似的设计策略，最终为制造新的、可实施的钠离子电池解决方案铺平道路。