据外媒报道,科尔多瓦大学(University of Córdoba)的研究人员开发出一种由钠和硫组成的电池,可以充电和放电超过2000次。阴极上的硫取代了所有有毒金属,而阳极上的锂被钠取代。
(图片来源:科尔多瓦大学)
钠硫电池并不是新鲜事物,但目前这种电池只能在300度的温度下工作。该团队成功地使电池能够在室温下工作。这种电池具有明显的优势,不仅可以使用丰富的可用材料,而且比传统锂离子电池(LIB)拥有更长的首次使用寿命。
锂硫电池(LSB)的关键组件包括由硫复合材料和硫宿主材料(用于存储和固定移动的氧化还原中心)组成的阴极、由锂金属制成的阳极和有机电解质。相对于锂离子电池,LSB具有相当大的优势,但它们也存在缺点。用更丰富的钠交换阳极中的锂,似乎可以解决LSB目前存在的许多问题。然而,这样做的问题是,钠原子比锂原子更大,这使其在电池充电和放电时更难移动。
为了解决这个问题,该团队将基于铁的金属有机框架(MOF)和硫一起添加至阴极。由于这种结构极具多孔性,并受益于铁原子的特性,该团队在实验室测试中成功地对电池进行了2000多次充放电。
首席研究员Álvaro Caballero表示,这是“此类电池难以实现的循环性能。平均而言,手机或汽车中使用的锂电池每3天需要充电一次,这意味着每年充电超过120次。”现在,该团队已成功开发出一种可以使用15年以上的电池。
该团队指出,即便如此,这仍有许多工作要做。研究人员致力于加快电池充电速度,以将其从目前所需的一小时缩短到十分钟。