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美新合作研发钠基固态电池 低温运行且性能跃升
来源:中国能源网 百度 图 | 作者:亚洲经济报 | 发布时间 :2025-09-22 | 73 次浏览: | 分享到:
美国芝加哥大学携手新加坡科技研究局材料研究与工程研究所,成功研制出一款钠基固态电池。该电池的突出优势在于能够在零摄氏度以下的低温环境中保持稳定运行。


这一突破性成果为钠基固态电池在市场中的竞争力提升带来新希望,相关研究成果已在最新一期的《焦耳》杂志上公开发表。固态电池作为新型电池技术,其电解质采用固态形式,区别于传统液态电解质电池。凭借高安全性与高性能的特点,固态电池被广泛认为是电动汽车、电子设备以及电网储能等领域的理想之选。


然而,当前大部分固态电池的正负极材料中,锂元素仍是“常客”。但锂资源存在稀缺性,价格居高不下,并且其开采过程还可能给环境带来负面影响。


在此背景下,越来越多的研究将焦点转向钠这种替代材料。钠资源丰富、成本低廉,且对环境的负担相对较小。尽管钠基固态电池潜力巨大,但此前制备的固态钠基电池在室温和低温条件下的性能表现难以令人满意。而此次最新研究大幅提升了钠基固态电池的性能标准,为其实际应用迈出了关键一步。



研究团队采用了一种创新方法,先将亚稳态氢化硼酸钠加热至结晶温度,随后迅速冷却,成功使其晶体结构保持稳定。这一方法虽属于成熟工艺,但将其应用于固体电解质领域尚属首次。该技术的可行性为研究成果从实验室走向产业化按下了“加速键”。


之后,团队把氢化硼酸钠与涂覆氯化物基固体电解质的O3型阴极相结合,构建出更厚的阴极结构。与薄阴极设计相比,厚阴极能够有效减少非活性材料的占比,进而提升电池的能量密度。



此次研究的创新核心在于实现了亚稳态氢化硼酸钠的结构稳定。这种稳定结构具有极高的离子电导率,比此前已报道的数值至少高出一个数量级,相较于其前体材料更是提升了三至四个数量级。这一技术突破不仅在科学层面具有重要意义,更在电化学性能上大幅缩小了钠与锂的差距,展现出广阔的科学价值与应用前景。