鈉離子電池可幾秒鐘完成充電

據(jù)韓國科學(xué)技術(shù)院官網(wǎng)19日?qǐng)?bào)道，該機(jī)構(gòu)科學(xué)家將電池中常用的陽極材料與適用于超級(jí)電容器的陰極材料集成在一起，開發(fā)出一種高能量、高功率鈉離子混合電池。該電池能在幾秒鐘內(nèi)完成充電，有望替代鋰離子電池，應(yīng)用于電動(dòng)汽車、智能電子設(shè)備和航空航天技術(shù)等領(lǐng)域。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《儲(chǔ)能材料》雜志。

在自然界，鈉的儲(chǔ)量是鋰的500多倍，鈉離子電池技術(shù)近年來備受關(guān)注。但現(xiàn)有鈉離子電池有很多缺點(diǎn)，包括功率輸出較低、存儲(chǔ)特性受限、充電時(shí)間較長等。在最新研究中，研究人員開發(fā)出了這款能快速充電的鈉離子混合電池。

這款鈉離子混合儲(chǔ)能系統(tǒng)集成了通常的電池陽極材料和適用于超級(jí)電容器的陰極。但通常電池陽極儲(chǔ)能慢;而超級(jí)電容器陰極材料則電容量相對(duì)較低。為提升新電池儲(chǔ)能速度并增加其容量，研究團(tuán)隊(duì)利用兩種不同的金屬有機(jī)框架對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化合成。

通過在金屬有機(jī)框架的多孔碳中納入精細(xì)活性材料，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了動(dòng)力學(xué)性能更優(yōu)異的陽極材料，也合成出高容量陰極材料，還將陰極和陽極之間能量存儲(chǔ)速率的差異最小化，得到了這款具有高存儲(chǔ)容量及快速充放電速率的混合鈉離子儲(chǔ)能裝置，有望成為鋰離子電池的可行替代品。

新電池可在幾秒內(nèi)快速充電，能量密度達(dá)247瓦時(shí)/千克，功率密度達(dá)34748瓦/千克，且歷經(jīng)5000次充放電循環(huán)后，庫侖效率仍接近100%。該電池可廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、大規(guī)模電網(wǎng)系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。