香港团队宣称破解钠电池最大缺陷
2025-09-12 09:40
来源:岭南大学
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多年来,钠电池被视为锂离子电池更环保、更便宜的竞争对手,然而不稳定性一直是其弱点。如今,一个由香港领导的团队表示已解决这一问题。

岭南大学研究人员与清华大学、北京理工大学合作,称克服了钠电池在快速充电过程中短路和容量快速损失的致命弱点。其方法出奇简单,通过提高电解质中的盐浓度,迫使钠离子以更平稳、可控的方式沉积,使电池更安全、持久,充电速度也更快。

实验室测试显示,无阳极钠电池的临界电流密度达20 mA cm⁻²以上,支持10C的充电速率,即充电只需几分钟而非几小时。经过500次充电放电循环后,电池仍保持70%以上的容量。研究表明,改变沉积动力学(从扩散控制到电荷转移控制)可防止通常损坏钠电池的树突形成。而且,由于完全排放时不存在金属钠,其生产和运输也更安全。

岭南大学副教授、论文共同通讯作者李亮亮教授称,全球社会严重依赖电动汽车和电子产品,但锂资源有限、成本高、分布不均,开采还会破坏土地和水资源。新型无阳极钠电池用钠替代锂,钠成本不到锂的十分之一,在海水里储量丰富,可大幅降低电动汽车和电网储能成本。

这一成果是钠基电池迄今最显著的进展之一,但在应用于电动汽车或可再生能源存储前仍面临挑战。循环寿命需增加一倍或两倍才能与锂离子电池匹配,高浓度电解质价格昂贵且导电性较差,能量密度方面钠每公斤储存的能量也仍落后于锂。

不过,该研究因方法简单而引人注目。研究人员未使用昂贵材料或复杂涂层,而是依靠电解质化学提高性能,这有助于研究成果从实验室细胞转化为更大的原型。

李教授表示,这项研究响应了全球和本地能源转型的迫切需求,有潜力支持更环保、经济的出行解决方案,减少对进口锂的依赖。该项目与香港的碳中和和电动汽车目标相吻合,也与联合国清洁能源和气候行动的可持续发展目标一致。该研究结果已发表在《先进能源材料》杂志上。

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