德國科學家研發鈉-空氣電池取得進展

2021-01-10 中華人民共和國科學技術部

    德國吉森大學、卡爾斯魯爾研究中心以及巴斯夫公司的科研人員合作,用金屬鈉取代目前最常用的金屬鋰作為電極材料,設計了一種新的電能儲存與釋放方案-「鈉-空氣電池」,並研製出的電池樣品。「鈉-空氣電池」在電壓約2.2伏的放電過程中,鹼金屬鈉在碳材料的陰極上與空氣中的氧元素結合成穩定的過氧化物,在充電過程中,鈉離子又被還原成金屬鈉並釋放出氧,充放電過程的效率達到80-90%,理論電能密度可以達到1600瓦/千克。與鋰材料相比,雖然理論上鋰電極可以達到更高的電能密度,但鈉與氧結合成過氧化物的電化學過程比鋰要更加穩定。因此,這種新型的「鈉-空氣電池」具有穩定性高、電壓損失小的優點。研究人員認為此項研究成果說明,鈉材料也具有作為未來新型電池系統電極材料的前景。

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    導讀: 目前已經取得研究進展的金屬空氣電池主要有鋁空氣電池、鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋰空氣電池等。這幾種類型的金屬空氣電池有的已經具備大規模量產的條件,有的還停留在實驗室階段,有的已經在電動汽車方面取得良好的應用成果,並即將大規模裝載新能源車輛。
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    ,Li-Na/LLZO/FeF3電池的倍率和循環性能近期,中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員李馳麟團隊在陶瓷基固態電池的界面改性及其鋰氟轉換反應激活方面取得系列進展。該團隊提出「共晶合金(eutectic alloy)誘導固固對流」模式改性LLZO/Li界面的思路,實現了固固界面在電化學過程中的高度癒合,在此基礎上,成功驅動了轉換反應型三氟化鐵(FeF3)正極在陶瓷基固態電池體系中的高可逆循環。鈉元素與鋰元素屬於同一主族,化學性質相似,並且金屬鈉質地較軟,易於操作,鋰-鈉共晶合金可以與LLZO形成良好的界面接觸。
  • 哈工大:水系鹼性電池方面取得重大進展!
    近日,哈工大深圳校區柔性印刷電子技術研究中心、材料科學與工程學院教授黃燕在水系鹼性電池循環穩定性和自癒合特性上取得重大進展。
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  • 【前沿】四大金屬空氣電池的研發及應用進展情況
    鎂空氣電池的能量密度可達重量相等的鋰電池的10倍。  不足之處在於,鎂陽極的反應效率較低,空氣陰極的響應速度較慢,儘管這種電池能夠儲存很多能量,但是將能量轉換成實際的動力十分有限。  3、研發及應用進展  國外:  據報導,韓國研發的一輛搭載完整鎂空氣電池的電動汽車能成功行駛800公裡,是當前鋰電池動力汽車平均續航裡程的4倍  日本多家機構包括古河電池、尼康、日產汽車、日本東北大學、宮城縣日向市等產學研機構和政府部門正積極推進鎂空氣電池的大容量化研究
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  • 中外學者研發可充電鋅空氣電池 為開發未來儲能體系提供新思路
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    近日,中科院發布消息,稱大連化學物理研究所的研究團隊發展出一種「高室溫離子電導率的光聚合物凝膠準固態電解質」,其表現出優異的室溫離子電導率、寬電化學窗口和出色的柔韌性,並以此構築出高比能、高倍率、長循環性能的鈉金屬電池。
  • 「電池國家隊」研發出新型鈉離子電池,價格比肩鉛酸電池
    中科海鈉團隊成員來自被稱為「電池研發國家隊」的中科院物理所二次電池研發團隊,其開發的鈉離子電池產品在性能上對標鋰電池,包括使用壽命相當,快充快放,且能量密度可達 140Wh/kg。而在成本上則明顯優於鋰電池,甚至可以比肩在市場上處於低端的鉛酸電池。該電池負極材料以煤作為原料,正極以廉價金屬氧化物為原料,成本優勢明顯。
  • 鈉電池會取代鋰電池嗎?
    鈉是地球上僅次於鋰的第二輕的金屬元素,從元素周期表中來看,鈉與鋰屬於同一族元素,它們的化學性質相似,因此理論上鈉也可以像鋰一樣用來做電池。當然了,鈉的原子半徑比鋰要大很多,因為鈉原子比鋰原子要多8個電子,所以自然長得很胖。
  • 【中國科學報】高比能室溫鈉硫電池商業化之路任重道遠
    由中科院化學所研究員郭玉國領銜的團隊在新型高比能室溫鈉硫電池研究方面取得重要進展。相關成果近期發表在《先進材料》雜誌的封底上。  郭玉國在接受《中國科學報》記者採訪時表示,室溫高比能鈉硫電池在儲能領域具有較好的應用前景,但實現商業化仍需時日。當期Adv.