动物骨骼激发的钠离子电池正极的研制

2020-12-18 11:06   来源: 互联网

钠离子电池有望取代锂离子电池用于大型储能设施。与锂离子电池相比,它具有比能高、安全性能好的优点,特别是钠储量丰富。然而,由于电子通过正极材料进入电池,许多候选材料不稳定或无法承受高压,钠很难开发。


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据外国媒体报道,成都大学(SungkyunkwanUniversity)、得克萨斯大学奥斯汀分校(UniversityofTexasat奥斯丁)和布鲁克海文国家实验室(BrookhavenNationalLab)的研究人员致力于大自然的研究,并开发出受哺乳动物骨骼启发的钠正极。


研究员HoSeokPark说:"我们相信大自然为技术问题提供了一个有前途的解决方案。我们希望找到一个理想的框架来解决这些动态和稳定的限制,"他说。


哺乳动物的骨骼结构由多孔海绵骨组成,可以储存和输送骨髓。骨骼周围是坚硬、致密的骨骼,在严重的压力下保持机械和结构的完整性。基于这种设计架构,该团队开发了一个由Na3V2(PO4)3结构组成的多孔系统,也称为NVP,周围环绕着一个致密的还原石墨烯氧化物(RGO)壳。NVP是一种钠阴极材料,能快速转移钠离子,但其结构不稳定。


这种骨结构有助于提高系统的结构完整性,减少电化学和机械应力造成的永久性损伤。同时,NVP和RGO的结合为钠离子创造了更有利的环境,从而提高了系统的稳定性。电池在10000次充放电循环后,可以以超高速充电,并保持90%以上的容量,当然取决于充电速率。


然而,研究人员指出,这项工作仍处于概念验证阶段。为了实现技术的应用,还需要做更多的工作。"为了更实际,需要大规模的人工骨来激发NVP,优化其组成和结构,以及制造和测试大面积高负荷电极,"Park说。

责任编辑:无量渡口
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