网站首页百科知识 > 正文

研究人员了电动汽车和电网储能用钠离子电池的关键问题

2024-09-29 11:29:42 百科知识来源：

导读锂离子电池长期以来一直是电动汽车的首选电源，占据市场主导地位。它们也越来越多地被考虑用于储存可再生能源以供电网使用。然而，随着这个...

锂离子电池长期以来一直是电动汽车的首选电源，占据市场主导地位。它们也越来越多地被考虑用于储存可再生能源以供电网使用。然而，随着这个市场的快速扩张，预计未来五到十年内锂供应将出现短缺。

美国能源部阿贡国家实验室化学家徐桂良表示：“由于钠的储量更为丰富且成本较低，钠离子电池正成为锂离子电池的一种引人注目的替代品。”

迄今为止，此类电池的商业化还面临严重障碍，特别是含钠正极的性能会随着反复放电和充电而迅速下降。

阿贡国家实验室的一个研究小组通过一种新型的钠离子氧化物阴极设计，在解决这一问题方面取得了重大进展。该设计与阿贡国家实验室早期的锂离子氧化物阴极设计非常相似，经证实具有高储能容量和长寿命。这项研究发表在《自然纳米技术》杂志上。

这两种设计的一个关键特征是微观阴极颗粒含有过渡金属混合物，可能包括镍、钴、铁或锰。重要的是，这些金属在单个阴极颗粒中的分布并不均匀。例如，镍出现在核心处;围绕核心的是钴和锰，它们形成一个外壳。

这些元素的作用不同。富含锰的表面使粒子在充放电循环过程中具有结构稳定性。富含镍的核心提供了高容量的储能能力。

然而，在测试这种设计时，阴极的能量存储容量在循环过程中稳步下降。问题归因于循环过程中粒子中裂纹的形成。这些裂纹是由于粒子壳和核之间产生的应变而形成的。该团队试图通过微调阴极制备方法来消除循环前产生的应变。

版权说明： 本文由用户上传，如有侵权请联系删除！

标签：