科学家从德克萨斯大学奥斯汀分校已经开发出一种新的钠基的电池材料,非常稳定,能够快速早期版本的锂离子电池充电,能够促进交付更多的能量比现有的电池技术。
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近10年来,研究人员和工程师们一直在设计电池、钠取代锂和钴用于现有的锂离子电池更便宜、更环保的钠。
然而,在之前的钠电池,组件被称为阳极是倾向于针状的丝被称为树突生长,可能导致电池电短甚至着火或爆炸。
两种最新钠电池从标准以内的发展,新材料解决了树突问题,充电锂离子电池一样迅速。研究人员发表了他们的发现先进材料欧洲杯足球竞彩日报》。
“我们基本上解决两个问题,“教授David Mitlin说Cockrell工程学院的沃克机械工程系和设计新材料应用研究实验室。“通常情况下,你越快,越这些树突生长。如果你抑制枝晶的生长,可以充电和放电更快,因为突然之间它是安全的。”
Graeme Henkelman化学系教授和奥登计算工程和科学研究所,利用一个计算机模型来说明,从理论的角度来看,为什么该材料具有独特的性能。欧洲杯线上买球
这种材料也令人兴奋,因为钠金属阳极理论上任何钠阳极的能量密度最高。
Graeme Henkelman教授,化学系,奥登计算工程和科学研究所标准以内欧洲杯线上买球
需求增长固定能源存储系统为家庭和平整的涨落对电网的太阳能和风能。同时,锂矿业被批评的环境影响,包括土壤和水污染,沉重的地下水使用和碳排放。
锂离子电池也通常使用钴,昂贵和提取一般在刚果民主共和国,在那里有大量的对人类健康和环境的影响。相比之下,钠挖掘是廉价和更环保。
Mitlin很乐观的认为这项新发明和其他标准以内,包括一个新的固态电解质,增加能量储存,将意味着钠电池可以在不久的将来,能够匹配固定储能的需求增加。
当充电的充电电池,离子(如钠、锂)从一个组件称为阴极旅行到另一个称为阳极。当电池被用于发电,离子从阳极阴极。
新型阳极材料,称为锑碲化钠金属间化合物- Na金属复合(NST-Na),形成一层很薄的金属钠时滚到锑碲化粉、折叠它在重复几次。
想制造一种分层的糕点,spanakopita。
沃克教授大卫•Mitlin机械工程系和应用研究实验室,Cockrell工程学院,但奥斯汀
这种方法导致钠原子的均匀分布,使它不太可能发展树突或表面腐蚀比目前钠金属阳极。这样可以确保电池更稳定,允许更快的充电,这是与锂离子电池的充电率。它也有一个更高的能量比今天的钠电池容量。
Henkelman解释说,如果持有的钠原子的电荷钠电池将更强劲,他们之间的绑定到阳极,他们倾向于发展不稳定或集群吸引更多的钠钠原子,最终导致树突。
他使用计算机仿真展示发生在独立的钠原子与新的复合材料NST-Na交互。
在我们的计算中,这个复合结合钠比钠结合本身更强烈,这是理想情况下的钠原子下来和均匀分散在表面,防止这些不稳定的形成。
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研究的两个主要作者黟县王、回族盾——现任和前任Mitlin研究生的实验室,分别——创造了物质。在洛斯阿拉莫斯国家实验室的同事由约翰瓦特定义它的属性。其他作者研究的宏昌,Pengcheng刘,从天而降Katyal标准以内。
Mitlin,小王和董已经申请了专利,加上标准以内,在新的钠金属阳极材料的制造、结构和功能。
这项研究是由美国国家科学基金会和韦尔奇基金会。欧洲杯线上买球
期刊引用:
王,Y。,等。(2021)Sodium-Antimony-Telluride金属间化合物允许金属钠自行车100%放电深度和Anode-Free金属电池。先进材料欧洲杯足球竞彩。doi.org/10.1002/adma.202106005。
来源:https://www.me.utexas.edu