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钠离子电池容量超过锂电池,还可在数秒内快速充电

2024-04-22 17:01:04 综合报道 阅读:
韩国科学技术院(KAIST)的研究团队成功开发出一种高能量、高输出的混合钠离子电池,能够快速充电,性能优异···

地球上锂的储量非常丰富,锂离子电池也是目前使用最为广泛的电池之一,但钠的储量要比锂更为丰富,甚至要多500倍以上,因此钠离子电池的开发研究一直受到业界的持续关注。然而,与锂离子电池相比,钠离子电池存在输出低、存储特性有限、充电时间长等缺陷,还很难用在实际的应用中。iomednc

近日,韩国科学技术院(KAIST)的研究团队成功开发出一种高能量、高输出的混合钠离子电池,能够快速充电,性能优异。相关研究成果以“Low-crystallinity conductive multivalence iron sulfide-embedded S-doped anode and high-surface area O-doped cathode of 3D porous N-rich graphitic carbon frameworks for high-performance sodium-ion hybrid energy storages”为题发表在《能量储存材料》上。iomednc

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系统原理及与现有储能设备参数对比iomednc

据了解,混合储能系统通过将电池的负极和电容器的正极结合起来,既具有高存储容量又具有快速充放电速度,是克服钠离子电池局限性的理想选择。混合钠离子电池系统所要解决的主要问题是负极充电速度较慢和正极相对容量较低,为此,研究团队提出了一种使用两种不同的金属有机框架合成针对混合电池优化的电极材料的方法:iomednc

  • 首先,通过将活性材料嵌入由金属有机框架衍生出的多孔碳中,开发了一种充电速度更快的负极材料;
  • 接着,合成了沸石咪唑酯骨架衍生的多孔碳(ZDPC)作为高容量正极材料;
  • 最后,通过组合所开发的阴极和阳极形成一个完整的电池,在优化容量的同时,最大限度地减少储能速度特性的差异,实现了高性能混合钠离子储能设备。

根据测试,该系统的能量密度为247Wh/kg,功率密度为34748W/kg,不仅能量密度超过了现在大多数商用锂离子电池,并且由于具有超级电容器的高功率密度特性,其可以实现从几秒到几分钟的超快充电速度,可应用于电动汽车、智能电子设备、航空设备等各个领域。iomednc

责编:Ricardo
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