新型钠离子电池技术为未来电动汽车充电可能只需几秒钟

一种兼具高容量和快速充电能力的新型混合钠离子电池可以为移动设备、电动汽车和太空技术提供动力。

研究人员开发了一种新型硬币型钠基电池，可以“在几秒钟内”快速充电，并有可能为未来从智能手机到电动汽车（EV）的所有设备提供动力。

通过将传统电池中使用的阳极材料与超级电容器（可以以非常高的速率存储和提供能量的电池）的阴极相结合，科学家们创造了一种新型钠离子电池，它既具有高容量，又具有良好的性能。快速充电功能。 

他们正在寻找一种方法来克服钠离子储能目前的局限性（被誉为锂离子电池的替代品），并在 3 月 29 日发表在《储能材料》杂志上的一项研究中描述了他们的发现>。

研究人员在一份联合声明中表示，新型钠离子混合燃料电池可以作为“锂离子电池的可行的下一代替代品”，其应用范围从笔记本电脑、移动设备到电力车辆和航空航天技术。 

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研究人员表示，钠的含量比锂丰富得多，最多可多出 1,000 倍，这使得钠离子电池的生产成本可能比目前大多数电动汽车和消费电子产品所用的锂离子电池更便宜，也更可持续。 

然而，现有的钠离子电池比锂离子电池的功率输出和存储容量较低，并且充电时间较长，从而限制了其潜在应用。在这项新研究中，研究人员寻找一种方法来解决该技术的缺点。

该研究的主要作者、韩国科学技术院材料科学与工程教授 Jeung Ku Kang 表示，这项研究代表了“克服储能系统当前局限性的突破” （韩国科学技术院）在声明中表示。

他们通过嵌入掺硫碳和石墨烯中的超细硫化铁颗粒开发出一种新型阳极，从而实现了原型。这改善了导电性和能量储存。对于阴极，他们使用了“沸石咪唑酯骨架”（ZIF）——一种金属有机骨架，将金属离子与有机分子结合在一起，形成多孔晶体结构。这提高了电池充电和放电的速度。 

该团队表示，整个电池组装完成后，可实现每公斤 247 瓦时 (Wh/kg) 的储能容量，并能以高达每公斤 34,748 瓦时 (W/kg) 的速度提供电力。这意味着，与现有的混合钠离子电池相比，它的重量可以容纳更多的能量，并且可以更快地充电和放电，性能比现有技术高出 100 倍以上。

研究人员表示，该电池在测试中还保持了超过 5000 次充放电循环的效率和性能，这表明它可以长期重复使用而不会磨损。这对于电池需要长时间持续而不退化的应用至关重要，例如电网储能系统和电动汽车。相比之下，例如，商用笔记本电脑中使用的许多锂离子电池在开始退化之前可以维持多达 500 个充电周期。