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新型钠离子电池材料能量密度达458Whkg,接近锂离子电池
时间:2024-12-24 16:42
国际研究团队近日开发出一种新型钠离子电池材料,这一突破有望提升电池效率和能量性能,为构建更可持续、经济的能源未来铺平道路。长期以来,锂离子电池因其高能量密度而成为智能手机、笔记本电脑和电动汽车等设备的首选技术。然而,由于锂资源稀缺、价格昂贵和开采困难,全球科学家正寻找可行的替代方案。
这项新研究聚焦于化学式为NaxV2(PO4)3的磷酸钒钠材料,该材料能将钠离子电池的能量密度提高15%以上,达到458Wh/kg,性能上更接近锂离子电池。休斯顿大学电气与计算机工程助理教授、卡内帕实验室首席研究员皮耶尔马努埃莱・卡内帕表示,钠的价格仅为锂的约1/50,甚至可以从海水中提取,使其成为大规模储能更可持续的选择。
研究人员使用新型材料NaxV2(PO4)3制造了电池原型,并展示了显著的储能性能提升。NaxV2(PO4)3属于“钠超离子导体”(NaSICONs)系列,其设计允许钠离子在充放电过程中顺畅地进出电池。与现有材料不同,NaxV2(PO4)3具有独特的钠离子处理方式,使其能够作为单相系统运行,在释放或吸收钠离子时保持稳定。这使得NaSICON在充电和放电过程中保持稳定,同时提供3.7伏的连续电压,高于现有材料的3.37伏。
这项研究的意义不仅限于钠离子电池,用于合成NaxV2(PO4)3的方法也可应用于其他具有类似化学性质的材料,为先进储能技术开辟新的可能性。这将对诸多领域产生影响,从更经济、更可持续的设备供电电池,到助力我们向更清洁的能源经济转型。
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