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韩国科学技术院开发新型钠离子电池 比锂离子电池的成本低40%

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 (图片来源:phys.org)

,韩国科学技术院(KIST)宣布,由该院储能研究中心Sang-Ok Kim博士领导的团队已经开发出一种新型、高性能、经济的负极材料,可用于钠离子蓄电池,使其比锂离子电池更具成本效益。这种新型材料的储能能力,是商用锂离子电池中石墨负极的1.5倍。而且,在快速充放电速率达到10A/g的情况下,即使经过200次循环,其性能也不会下降。

钠在地壳中的储量是锂的500多倍。与锂离子电池相比,钠离子电池的成本要低40%,被视为下一代蓄电池。然而,与锂离子相比,钠离子更大,不能稳定地储存在电池的石墨或硅负极中。因此,很有必要开发一种新型的高容量负极材料。

研究人员使用二硫化钼(MoS2),这种金属硫化物可以作为大容量负极材料的候选材料。MoS2可以储存大量电能,但由于其电阻高和结构不稳定,无法在电池运行过程中使用。 Sang-Ok Kim博士的团队克服了这个问题,用硅油制造了一层陶瓷纳米涂层,这是一种低成本、环保的材料。通过简单的过程将MoS2前体与硅油混合在一起,并对混合物进行热处理,可获得低电阻、稳定性高的异质结构。

电化学性能测试表明,该材料的储电量至少是未镀膜MoS2材料的两倍(约600mAh/g),而且经过200次快速充放电循环,仍能保持这样的容量水平。这样优异的性能源自具有高储电容量的陶瓷纳米涂层。该涂层赋予MoS2表面高的导电性和硬度,使材料的电阻较低,并提高结构稳定性。

Sang-Ok Kim博士表示:“通过纳米涂层表面稳定技术,可以成功解决MoS2的高电阻和结构不稳定问题。因此,我们可以开发出一种能够稳定储存大量电能的钠离子电池。我们的方法采用具有成本效益的环保材料,如果能进行调整,用于大规模制造负极材料,可以降低生产成本,促进钠离子电池的商业化,将其用于大容量蓄电设备。”

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