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安全、廉价、快速充电:Na-S 固态电池变得切实可行

快速充电在实践中价值不菲。(图片:Pexels/Hilary Halliwell)
快速充电在实践中价值不菲。(图片:Pexels/Hilary Halliwell)
巨大的导电性、可扩展的制造工艺和可靠的充电。有了优化的生产工艺、现成的原材料和固体电解质,固体钠电池很快就能实际使用,其离子导电率也将创下历史新高。
E-Mobility Science

使用钠和硫的电池生产成本较低,因为这两种元素都很容易获得。钠还具有高导电性,可进一步提高电池的性能。

另一方面,固态电池被认为特别安全,最重要的是,其充电速度比锂离子电池等快得多。据说,在固态电池中充电相同的能量,充电速度可以快一倍左右。

遗憾的是,这种电池的生产和随后的实际使用仍然存在着很大的困难。

大阪大学的一个研究小组正是在这个问题上大显身手。根据他们自己的说法,他们已经找到了一种高效且适合未来工业化生产的制造工艺。

由钠和硫制成的电解质可以与其他元素结合,以进一步提高电气性能和耐用性。此外,还可以在常压和相对较低的 700 °C (1,300 °F)温度下生产电解质。

在能量电池测试中,室温下测得的电压为 1.2 至 2.4 伏。能量密度也接近目前可充电电池所能提供的范围。

在一些测试中测得的离子导电率也达到了超级离子导体的数值。当然,这也是在室温下进行的。在固体电解质中加入钨和锑后,离子导电率达到了 125 毫西门子/厘米。这比普通离子晶体高出十亿倍,比普通电池酸高出十倍。与此同时,研究人员还能对电池进行 300 次充电,剩余容量为 75%。

良好的电气性能、适中的生产温度、廉价的起始材料、可安全处理的固体电解质,以及最重要的高充放电电流。钠固态电池领域还将取得哪些进展,让我们拭目以待。

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Mario Petzold, 2024-04-24 (Update: 2024-04-24)