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韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院開發(fā)新型鈉離子電池 比鋰離子電池的成本低40%
時(shí)間:2021-06-24 11:23來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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(圖片來源：phys.org)
現(xiàn)在，很多汽車公司準(zhǔn)備從內(nèi)燃機(jī)汽車轉(zhuǎn)向生產(chǎn)電動(dòng)汽車。然而，對(duì)消費(fèi)者來說，電動(dòng)汽車的價(jià)格有些偏高。考慮到電池約占生產(chǎn)成本的30%，要提高電動(dòng)汽車競(jìng)爭(zhēng)力，必須降低電池成本。
據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KIST）宣布，由該院儲(chǔ)能研究中心Sang-Ok Kim博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一種新型、高性能、經(jīng)濟(jì)的負(fù)極材料，可用于鈉離子蓄電池，使其比鋰離子電池更具成本效益。這種新型材料的儲(chǔ)能能力，是商用鋰離子電池中石墨負(fù)極的1.5倍。而且，在快速充放電速率達(dá)到10A/g的情況下，即使經(jīng)過200次循環(huán)，其性能也不會(huì)下降。
鈉在地殼中的儲(chǔ)量是鋰的500多倍。與鋰離子電池相比，鈉離子電池的成本要低40%，被視為下一代蓄電池。然而，與鋰離子相比，鈉離子更大，不能穩(wěn)定地儲(chǔ)存在電池的石墨或硅負(fù)極中。因此，很有必要開發(fā)一種新型的高容量負(fù)極材料。
研究人員使用二硫化鉬（MoS2），這種金屬硫化物可以作為大容量負(fù)極材料的候選材料。MoS2可以儲(chǔ)存大量電能，但由于其電阻高和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，無法在電池運(yùn)行過程中使用。 Sang-Ok Kim博士的團(tuán)隊(duì)克服了這個(gè)問題，用硅油制造了一層陶瓷納米涂層，這是一種低成本、環(huán)保的材料。通過簡(jiǎn)單的過程將MoS2前體與硅油混合在一起，并對(duì)混合物進(jìn)行熱處理，可獲得低電阻、穩(wěn)定性高的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
電化學(xué)性能測(cè)試表明，該材料的儲(chǔ)電量至少是未鍍膜MoS2材料的兩倍（約600mAh/g），而且經(jīng)過200次快速充放電循環(huán)，仍能保持這樣的容量水平。這樣優(yōu)異的性能源自具有高儲(chǔ)電容量的陶瓷納米涂層。該涂層賦予MoS2表面高的導(dǎo)電性和硬度，使材料的電阻較低，并提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
Sang-Ok Kim博士表示：“通過納米涂層表面穩(wěn)定技術(shù)，可以成功解決MoS2的高電阻和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定問題。因此，我們可以開發(fā)出一種能夠穩(wěn)定儲(chǔ)存大量電能的鈉離子電池。我們的方法采用具有成本效益的環(huán)保材料，如果能進(jìn)行調(diào)整，用于大規(guī)模制造負(fù)極材料，可以降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)鈉離子電池的商業(yè)化，將其用于大容量蓄電設(shè)備。”
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