华盛顿州立大学开发出媲美锂电的钠离子电池

日前，华盛顿州立大学（WSU）和太平洋西北国家实验室（PNNL）的研究人员研制出一种钠离子电池，这种电池的储能能力和一些商用锂离子电池的化学性能相当，这使得利用丰富而廉价的材料开发出一种可能可行的电池技术成为可能。

该团队报告了迄今为止钠离子电池的最佳结果之一。它能够提供类似于某些锂离子电池的容量，并能在1000次循环充电后仍能保持80％以上的电量。这项研究由华盛顿州立大学机械与材料工程学院的林跃和教授和PNNL的高级研究员李晓林领导，发表在ACS能源通讯杂志上。

“这是钠离子电池的一项重大发展，”能源部电力办公室能源存储主任伊姆雷·古伊克博士说，他支持了PNNL的这项工作。“在许多应用中，人们对用钠离子替代锂离子电池的潜力非常感兴趣。”

锂离子电池无处不在，广泛应用于手机、笔记本电脑和电动汽车等。但它们是由钴和锂等稀有及昂贵材料制成的。随着对电动汽车和电力存储的需求增加，这些材料将变得更难获得，而且可能更昂贵。锂电池在满足电网日益增长的能量存储需求方面也存在问题。

另一方面，钠离子电池，由来自地球海洋或地壳的廉价、丰富和可持续的钠制成，可以作为大规模能源存储的良好候选。不幸的是，它们储存的能量不如锂电池。研究人员表示关键的挑战在于，电池既要有高的能量密度，又要有良好的循环寿命。

研究小组设计制造了一个分层的金属氧化物阴极和一种含有额外钠离子的液体电解质，该液体电解质能与阴极产生良好的相互作用，钠离子在里面可以流畅地持续流动，非活性表面晶体的形成则被抑制，最后令发电不受阻碍。

研究人员现在正致力于更好地理解电解液和阴极之间的重要相互作用，这样他们就可以用不同的材料来改进电池的设计。同时，该团队还想设计一种无钴电池。

研究人员表示这项工作为实际的钠离子电池铺平了道路，为如何在未来发展钠离子电池以及其他类型的电池化学中开发无钴或低钴阴极材料提供了思路。钠离子电池或很快就能真正与锂离子电池竞争。