科学家取得钠离子电池密度突破

东京科学大学的研究人员在将下一代钠离子电池推向市场的不断探索中又迈出了一步。与锂离子电池相比，它们在钠离子电池中实现了更高的能量密度。

到目前为止，锂离子电池在可充电电池中排名第一。锂离子电池优先考虑能量密度，这有助于使汽车行驶更远，寿命更长或更稳定。它们的价格也具有竞争力，并具有快速的充电时间。但是锂，以及其他次要且昂贵的金属（例如钴和铜）并不是地球上最丰富的材料之一，它们不断增长的需求可能会导致供应问题。

英国谢菲尔德钠离子电池开发商Faradion Ltd.首席执行官詹姆斯·奎因（James Quinn）于9月对彭博社说：

钠是地球上第六多的元素，它基本上是无限的，并且是可持续的。您收获了-您没有那么多地挖掘它。

钠离子电池正在成为一种更便宜的替代品。在许多国家中，正在进行许多有关如何使钠离子电池商业化的研究。

在Angewandte Chemie国际版上发表的最新研究中，研究小组发现，他们发现了一种节能方法，可以生产钠储存容量非常高的钠离子电池用新型碳基材料。

该研究的重点是通过使用氧化镁（MgO）作为硬碳内部纳米孔的无机模板，来合成硬碳（一种高度多孔的材料，用作可再充电电池的负极）。

研究人员探索了一种不同的技术来混合MgO模板的成分，以便精确调整所得硬碳电极的纳米结构。经过多次实验和理论分析，他们阐明了生产478 mAh / g硬质碳的最佳制造条件和成分，这是此类材料中报道的最高值。

这种新开发的硬碳电极材料的容量超过了石墨（372 mAh / g），后者目前已用作锂离子电池的负极材料。

石墨不适用于钠离子电池，并且Faradion已经使用硬碳阳极，但是这一最新突破使碳变得更加坚硬。

即使理论上带有这种硬碳负极的钠离子电池在电压差上比标准锂离子电池低0.3伏，但前者的更高容量将导致更高的能量密度。重量（1600 Wh / kg对1430 Wh / kg），导致能量密度增加19％。

我们的研究证明，有可能实现高能量的钠离子电池，从而推翻了锂离子电池具有更高能量密度的普遍观念。我们开发的极高容量的硬质碳为新型储钠材料的设计打开了一扇门。

需要进行进一步的研究，以验证所提议的材料在钠离子电池中是否具有更长的使用寿命，输入输出特性以及低温运行性能。

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