2020年7月24日
来自Skoltech和莫斯科国立大学(MSU)的科学家确定了与钠离子电池(SIB)负极材料电荷存储相关的电化学反应类型，这是一种新的有前景的电化学电源。他们的发现以及该团队开发的阳极制造方法将有助于推动SIB在俄罗斯和其他国家的商业化。这项研究发表在《电化学学报》上。
如今，锂离子电池(LIB)是最受欢迎的电化学电源，用于从移动电话(几瓦时)到发电厂缓冲系统(数百万瓦时)的各种应用。锂盐需求和存储设备的平均尺寸不断增长，但这种增长趋势遇到了多重障碍，如锂盐成本高、全球锂储量有限和含锂矿床在各国的分布不均匀。为了克服这些障碍，包括俄罗斯在内的世界各地的科学家正在研究SIB，这是一种可能对锂电池和广泛使用的铅酸电池构成挑战的替代技术。
钠是地壳中第六常见的元素。它的盐比锂便宜100倍。虽然在化学性质上与锂相似，但钠在SIB设计中有其他的区别，需要新的方法。电池主要由三部分组成:阴极、阳极和电解液。有广泛的组成和结构，可适用于SIB阴极或电解质，而阳极仍然是一个绊脚石。石墨在锂离子电池中得到了成功的应用，但对SIB却不起作用，因为六碳原子和钠离子的尺寸差异太大，无法提供插层。硬质碳似乎是唯一可以用于阳极的材料。由扭曲的类石墨层不规则排列形成的硬碳显示出钠离子存储性能与锂离子中的石墨相当，但仍不清楚这是为什么和如何发生的。
“关于钠如何被引入硬碳中有几个假设。在我们的研究中，我们验证并稍微扩展了其中一个。我们发现硬碳表现出插入型行为来积累大部分电荷，这是一个好消息。插入正是电池所需要的，而与“伪电容”相关的表面过程是超级电容的责任，在化学电源中形成一个非常狭窄的位置。有趣的是，我们的日本同事兼首席研究员、密歇根州立大学博士生Zoya Bobyleva的研究导师，一开始就持有完全不同的观点。他是SIB和硬碳领域的世界顶级专家之一，我们花了很长时间让他相信我们是对的，但我们做到了!”Skoltech能源科学与技术中心(CEST)和密歇根州立大学的项目负责人、高级研究科学家Oleg Drozhzhin说。欧洲杯线上买球
去年，三位科学家获得了诺贝尔化学奖用于锂离子电池的发展．其中一位获奖者获奖归功于硬碳，这种阳极材料在大约30年前赋予了锂离子电池技术生命，后来被石墨取代。现在，硬碳又可以产生一种新技术。
“这项工作是非凡的，不仅展示了硬碳在钠离子系统中的工作方式，而且找到了一种生产容量超过300 mAh/g的硬碳的方法，可与锂离子电池中的石墨相媲美。创建和优化新方法需要很多艰苦的努力,通常仍在幕后,很少报道科学论文,所以对我们来说是很重要的展示最终的结果:我们成功地使好的阳极材料SIB我们知道它们是如何工作的,”欧洲杯足球竞彩密歇根州立大学化学系电化学系主任、Skoltech教授叶夫根尼·安提波夫评论道。
这项研究是与东京科学大学和斯特拉斯堡大学合作进行的，得到了俄罗斯科学基金会(RSF)的财政支持。欧洲杯线上买球
来源:https://www.skoltech.ru/en