世界扑克王加州大学研发新型钠离子固态电池:能够做到稳定高压长寿命

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2021-02-28 01:29

IT之家 2 月 24 日消息 据外媒 SciTechDaily 报道,世界扑克王来自加州大学圣地亚哥分校和圣塔芭芭拉加利福尼亚大学的研究人员们设计并制造了一种新的钠离子导体,用于制作固态钠离子电池。这种导体在与更高压的氧化物阴极结合时可以保持稳定的电量存储。这种新型固体电解质可以显著提高这类电池的效率和寿命,用这种新材料制造的实验性电池可以持续 1000 次循环,同时保持 89.3% 的容量,这是迄今为止常规的固态钠电池所无法比拟的性能。

该研究成果已于本月 23 日被刊登在了知名科学期刊《自然通讯》(Nature Communications)上。

IT之家了解到,在研究过程中,由来自加州大学纳米工程学的研究人员进行了一系列的计算机模拟,这些模拟由一个机器学习模型来完成,筛选出可以作为氧化物阴极的固态电池的化学成分组合。一旦某种材料被选为合适的候选材料,研究小组就对其进行实验制作、测试和表征,以确定其化学性能和稳定性。通过计算和实验之间的快速迭代,研究小组确定了一类由钠、钇、锆和氯化物组成的导体。这种导体的材料结构被命名为 NYZC,它不仅稳定性好,而且与高压钠离子电池的氧化物阴极具有较好的化学兼容性。

加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授、该研究论文作者之一的孟雪莉(Shirley Meng)说:“电池生产商希望电池每千瓦时的成本为 30 至 50 美元(约 194 元人民币至 323 元人民币),约为目前成本的三分之一至五分之一。我们不做到那一步是不会停下来的。”

固态电池拥有更安全、更便宜、更耐用的前景。钠离子化学尤其有希望,因为钠成本低且储量丰富,而锂离子电池所需的锂则要付出高昂的环境成本。上述研究的目标是制造可用于大规模电网储能应用的电池,特别是储存可再生能源产生的电力,以缓解城市高峰期用电需求。

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