鈉電池技術(shù)革新：新材料實(shí)現(xiàn)458Wh/kg能量密度，與鋰電池競爭加劇

2024-12-23 16:52:50 來源：國際能源網(wǎng)

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簡介：研究人員最近開發(fā)出一種新型材料NaxV2(PO4)3，即磷酸釩鈉，顯著提升了鈉電池的能源性能。這種材料通過增加超過15%的能量密度，將鈉離子電池的能量密度從396 Wh/kg提高到458 Wh/kg，使其更接近與鋰離子電池的競爭水平。鈉作為一種更便宜且可持續(xù)的資源，比鋰便宜近50倍，甚至可以從海水中提取，這使得鈉電池技術(shù)在大規(guī)模儲能方面更具潛力。此外，新材料的連續(xù)電壓變化特性和釩的多穩(wěn)定狀態(tài)，使得電池在充電和放電過程中更高效且穩(wěn)定，這對于鈉離子技術(shù)來說是一個顛覆性的進(jìn)步。

近日，科學(xué)家們?nèi)〉昧艘豁?xiàng)突破性的進(jìn)展，他們研發(fā)了一種新型材料，有望讓鈉電池的效率更上一層樓。這個成果是由一個國際團(tuán)隊(duì)共同完成的，休斯頓大學(xué)的Canepa實(shí)驗(yàn)室也在其中發(fā)揮了重要作用。這種材料能夠顯著提升鈉電池的能源性能，真是個令人興奮的消息。

這個新材料，化學(xué)式為NaxV2(PO4)3的磷酸釩鈉，它的秘密武器在于能將能量密度提高超過15%。這意味著每公斤能儲存更多的能量，這對于鈉離子電池來說是個巨大的進(jìn)步。

這種新材料的能量密度達(dá)到了458瓦時/千克，比舊款鈉離子電池的396瓦時/千克要高得多。這使得鈉電池在性能上更接近于我們熟知的鋰離子電池，競爭力大大增強(qiáng)。

休斯頓大學(xué)的Pieremanuele Canepa教授，也是Canepa實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，他提到鈉的成本比鋰低了近50倍，而且可以從海水中提取，這讓它成為了一種更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)的儲能選擇。

鈉離子電池的另一個優(yōu)勢是它們可能更便宜、更容易制造，這有助于減少我們對鋰的依賴，讓電池技術(shù)在全球范圍內(nèi)更加普及。

研究人員還用這種新材料制作了一個電池原型，展示了其卓越的能量存儲效率。NaxV2(PO4)3屬于Na超離子導(dǎo)體或NaSICONs家族，它們能讓鈉離子在電池充放電過程中更順暢地移動。

這種材料的獨(dú)特之處在于它處理鈉離子的方式，使其能夠穩(wěn)定地作為單相系統(tǒng)工作。這意味著在鈉離子的釋放和吸收過程中，材料能夠保持穩(wěn)定，同時提供比現(xiàn)有材料更高的持續(xù)電壓。

可以說，這項(xiàng)研究不僅推動了鈉離子電池技術(shù)的發(fā)展，還可能為我們帶來更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保的儲能解決方案。隨著新材料的不斷探索和應(yīng)用，我們有望在不久的將來享受到更高效、更可持續(xù)的能源技術(shù)。