美國研發(fā)出全球首款無陽極鈉固態(tài)電池

美國科學(xué)家在電池技術(shù)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，成功研發(fā)出全球首款無陽極鈉固態(tài)電池，這一里程碑式的成果為電動(dòng)汽車和電網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域帶來了革命性的希望。相關(guān)研究成果已發(fā)表在權(quán)威期刊《自然·能源》的最新一期上，預(yù)示著電池科技邁向了一個(gè)更加高效、經(jīng)濟(jì)且環(huán)保的新時(shí)代。

長期以來，鋰基電池作為電動(dòng)汽車和便攜式電子設(shè)備的核心動(dòng)力源，其性能雖卓越，卻受限于鋰資源的稀缺性及其價(jià)格的不斷攀升。相比之下，鈉元素在地殼中的儲(chǔ)量極為豐富，約為鋰的千倍之多，且被視為一種更為環(huán)境友好的電池材料，因此，開發(fā)鈉基電池成為解決能源存儲(chǔ)瓶頸的重要途徑。

傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)依賴于陰極與陽極的配對(duì)工作，而在無陽極電池這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，離子直接在集電器表面通過電化學(xué)沉積過程進(jìn)行存儲(chǔ)，這一機(jī)制不僅極大地提升了電池的電壓和能量密度，還顯著降低了制造成本。然而，無陽極電池也面臨著新的挑戰(zhàn)，特別是在確保電解質(zhì)與集電器之間穩(wěn)定且高效的接觸方面。

加州大學(xué)圣迭戈分校的格雷森·戴伊謝爾博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，通過一項(xiàng)獨(dú)特的技術(shù)創(chuàng)新，巧妙地解決了這一難題。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種采用固體鋁粉作為集電器的新型鈉電池架構(gòu)，這些鋁粉在高壓條件下能夠緊密壓實(shí)，形成類似液體的接觸界面，與固態(tài)電解質(zhì)保持優(yōu)異的接觸性能，從而實(shí)現(xiàn)了高效且低成本的充放電循環(huán)。

這一設(shè)計(jì)不僅克服了傳統(tǒng)固態(tài)電解質(zhì)在接觸性上的局限，還避免了液體電解質(zhì)易產(chǎn)生的固體電解質(zhì)界面堆積物問題，確保了電池性能的長期穩(wěn)定。研究團(tuán)隊(duì)表示，新研發(fā)的鈉電池結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，能夠支持?jǐn)?shù)百次的充放電循環(huán)，且生產(chǎn)過程更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保，固態(tài)設(shè)計(jì)也進(jìn)一步提升了電池的安全性。

綜上所述，無陽極鈉固態(tài)電池的誕生，標(biāo)志著電池技術(shù)的一次重大飛躍，它不僅有望解決電動(dòng)汽車和電網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)Ω咝阅?、低成本電池的迫切需求，還為推動(dòng)全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)了新的力量。