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美国研发新型钠硫电池:充放300次依旧稳定

新能源汽车兴起的时间并不长,但锂电池一直以来都占据绝对的“统治地位”。但是近段时间,不断有新型电池的消息传出,例如:宁德时代的钠电池。最近,又有新型电池走入人们的视野。

美国化学会发布关于新型钠硫电池的论文

近日,财联社报道称,美国科学家在最新一期的《美国化学学会杂志》上发表了一篇论文称,他们研制出了一种新式钠硫电池,解决了同类电池普遍面临的枝晶等问题,让电池的寿命更长,历经300次充放电仍然能保持性能稳定。

最新研究负责人、美国得克萨斯大学奥斯汀分校材料研究所所长阿鲁姆甘·曼提拉姆教授说:“钠和硫含量丰富,对环境无害,而且成本更低,钠硫电池堪称一种‘梦想电池’。”

美国科学家研制出了一种新式钠硫电池

在曼提拉姆团队近期开展的两项钠电池研究中,科学家们调整了电解液的组成,有助离子在阴极和阳极之间来回移动,刺激电池的充电和放电。此外,他们还攻克了钠电池中的常见问题——电池阳极上会生长出针状结构树枝晶,导致电池迅速老化、出现短路,甚至起火爆炸。

研究人员解释说,在以前的钠硫电池电解液中,由硫形成的中间化合物会溶解在电解液中,并在电池内的两个电极之间穿梭,导致材料损失、部件退化和枝晶形成。而他们调配的新电解液采用惰性(不参与化学反应)溶剂稀释浓盐溶液,从而使电解液保持“半溶解”状态。

结果表明,新电解液可以防止硫溶解,从而解决了穿梭和枝晶的问题。这使电池的寿命更长,历经300次充放电循环仍表现出稳定的性能。

钠硫电池储能电站

钠硫电池的优势很明显,除了成本低、对环境友好之外,它还具备能量密度高、充放电效率高等。理论上钠硫电池能量密度最高可达760瓦时/千克,不过目前只能做到150-240瓦时/千克。

不过,看似具备优势的电池,为什么现在没有广泛应用?一方面,是钠硫电池的安全性较差,原材料特别易燃,所以在安全方面存在较大的难度;另一方面,常温下硫导电性很差,使用条件苛刻,需要外部进行加热加温。

所以,钠硫电池为数不多的应用案例集中在固定场合下的储能领域,目前全球已有上百座钠硫电池储能电站在运行。

过去一年,锂电池原材料价格飞涨

虽然锂电池在汽车领域具备绝对的优势地位,但是过去一年,锂电池原材料价格飞涨,很多企业现在都在进行新型电池的研发。如果新型钠硫电池能够成功商业化,那么电动汽车的动力电池选择又多了一项。

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