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韩国研发钠离子电池 性能优于锂氧电池

导读: 韩国的一支研究团队近日展示了新型常温且高能量密度的钠离子可充电电池,采用了基于二氧化硫的无机熔融复合物阴极电解质,可以同时充当钠离子导电解质和阴极材料。

  来自韩国的一支研究团队近日展示了新型常温且高能量密度的钠离子可充电电池,采用了基于二氧化硫的无机熔融复合物阴极电解质,可以同时充当钠离子导电解质和阴极材料。

  根据阴极电解液和碳电极的质量总和,新款钠离子电池组的放电容量为153毫安时/克,工作电压为3伏特;电池组在大电流条件下充放电性能优良,充放电循环表现也非常出众,能够超过300次。特别值得注意的是,新型无机液体电解质具有耐燃性和自主重构特点,有助于加速钠离子可充电电池组的商业化进程。

  研究人员构建了包含2032个钠-二氧化硫扣式单元的电池组,使用钠材料金属阳极和多空碳阴极,液态电解质材料为氯化铝钠和二氧化硫复合溶液。基于放电速率0.1库仑的碳阴极,电池单元的放电容量大约为1800毫安时/克(或者4.1毫安时/平方厘米),该数值和常规商用锂离子电池组(3-5毫安时/平方厘米)基本相当,比之前报道的锂氧电池和钠氧电池组性能要优越很多。即便是在放电速率5库仑的高电流密度状况下,钠-二氧化硫电池组的放电容量也能够达到897毫安时/克。

  不过充放电之间的能量效率只有80%左右,这点还需要得到进一步改善。钠-二氧化硫电池组在多次充放电循环之后,储电容量衰减率相对较低;每次放电过程能量耗尽,而且高库仑速率的大电流充放电条件下,100次循环之后储电容量达到新电池组的75%。

  电池单元化学过程是二氧化硫和四氯合铝酸钠之间的高度可逆氧化还原反应,氯化铝钠和二氧化硫构成的复合无机电解液确保了钠-二氧化硫电池组的可靠性,从而在一个较长的使用周期内安全性也得到保障。

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