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【钠离子电池实用化研究获进展!】电池续航短?冬季掉电快?充电速度慢?别担心!近日

【钠离子电池实用化研究获进展!】电池续航短?冬季掉电快?充电速度慢?别担心!近日,中国科学院物理研究所团队攻克锡基负极核心技术难题,让低成本、高能量密度的钠离子电池向实用化更近一步,有望缓解电池续航焦虑。

锡基负极材料本是弥补电池问题的“好帮手”,其容量和密度高于传统碳材料,能在有限空间里存更多电,安全性好、易加工。但它有个“顽疾”:充放电时体积变化大,反复膨胀收缩会让材料粉化失效,使得电池容量跟着快速“缩水”。

针对技术难题,科研团队利用单壁碳纳米管与锡颗粒之间的强吸附作用,为锡颗粒量身打造出一个坚固的“支架网络”。这个网络能在电极制作时防止锡颗粒“抱团”,使材料分布更均匀,还能让电池在反复充放电时牢牢“兜”住锡颗粒。

这个“支架网络”不会因体积变化“散架”,既能保证锡颗粒充分反应,又能让颗粒间始终保持紧密的电接触,兼顾高效储电和耐用性。团队利用新方法制备的锡负极,可逆容量达789.4毫安时/克;在2安培/克大电流下,循环6000次后容量仍能保留87.6%。

此后科研团队还完成了公斤级的放大实验,组装的钠离子电池体积能量密度超453瓦时/升,支持4C高倍率、15分钟快速充放电,在-20℃的低温环境下,性能表现良好。

这项研究为锡基负极材料找到了一条实用化路径,推动高能量密度、低成本钠离子电池迈出关键应用步伐,未来可应用于大规模储能等领域。中国科普博览