韓國(guó)研發(fā)新型鈉離子電池陽(yáng)極 制造成本可望降40%

鋰離子電池為當(dāng)今儲(chǔ)能技術(shù)主流，已廣泛用于各類 3C 產(chǎn)品與電動(dòng)車，但鋰金屬含量?jī)H占地殼的 0.06%，且近年需求量大增，導(dǎo)致原物料價(jià)格上漲，再加上安全性質(zhì)為人詬病，因此除了改善電池性能與降低成本，也有團(tuán)隊(duì)尋求鋰基之外的電池。

其中鈉離子電池(SIB)為后起之秀，由于鈉與鋰金屬同為鹼金屬，物理化學(xué)性值相近，鋰離子電池技術(shù)與材料部分可用于鈉電池，但鈉離子電池存有容量與陽(yáng)極循環(huán)穩(wěn)定性問(wèn)題，尚有巨大成長(zhǎng)空間。而近日韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院(KAIST)成功研發(fā)硫化銅(copper sulfide)陽(yáng)極鈉離子電池，可望進(jìn)一步降低整體電池生產(chǎn)成本與提升容量，并讓鈉離子電池朝商業(yè)化邁進(jìn)。

KAIST 材料科學(xué)與工程院的 Jong Min Yuk 和 Jeong Yong Lee 共同開(kāi)發(fā)一種適用于鈉離子電池的陽(yáng)極材料，且在研究測(cè)試中，硫化銅陽(yáng)極循環(huán)性比舊有材料高出 1.5 倍，制造成本預(yù)計(jì)更可降低 40%。

該研究團(tuán)隊(duì)一直以來(lái)皆致力于尋求高電導(dǎo)和高理論容量的陽(yáng)極材料，并選出硫化銅納米板(nanoplates)，團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該化合物容易與鈉生成合金(alloy)，因此可望提升電池容量與拉長(zhǎng)循環(huán)性。

研究分析也指出，透過(guò)晶體學(xué)(crystallographic)調(diào)整硫化銅之后，可為鈉置入反應(yīng)(ion)留出空間(room)，測(cè)驗(yàn)結(jié)果則顯示，與石墨中的鋰離子相比，硫化銅的鈉金屬離子置入能力高約 1.5 倍，還可在 250 次充放電循環(huán)后保持初始容量 90%。

且鈉離子電池還有一最大好處，即是地殼含量多達(dá) 2.6%，蘊(yùn)含量排行第六多，發(fā)展鈉離子電池有助于降低整體電池成本，尤其對(duì) 3C 產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，電池成本就占整體 30%。

Yuk 指出，近年來(lái)韓國(guó)出現(xiàn)空氣品質(zhì)問(wèn)題，人們對(duì)于再生能源相關(guān)產(chǎn)品表現(xiàn)出極大興趣，因此可借由該研究讓韓國(guó)在能源產(chǎn)品取得先機(jī)。目前該研究已發(fā)布在《Nature Communications》。