日本科學家展示了一種硬碳電極，可以大大提高鈉離子電池的容量。通過對長期性能的進一步研究，這一發(fā)現(xiàn)可以使鈉離子電池在能量密度方面更好地與鋰離子電池競爭。
鈉離子電池是一種有前途的儲能技術，并且在固定儲能領域中已經(jīng)看到了有限的商業(yè)化應用。鈉離子也吸引了許多研究人員的注意力，因為它提供了鋰離子電池的替代品，后者依賴于更便宜，更豐富的材料。
就能量密度而言，鈉離子技術落后于鋰電池。這意味著它在電動汽車或消費電子產品等應用中被普遍認為是不切實際的，因為在這些應用中，電池的尺寸和重量是主要考慮因素。
但是，東京科學大學（TOS）科學家的一項新發(fā)現(xiàn)可能會推翻這一假設。該大學的一個團隊將目光投向了碳電極材料，以提高鈉離子電池的容量，并開發(fā)了一種制造多孔硬碳陽極的技術。
該技術在國際化的“ AngewandteChemie”上發(fā)表的用于鈉離子電池的新型硬碳負極材料將解決鋰難題中有所描述。該過程的關鍵是使用氧化鎂（MgO）作為“模板”。
用于孔徑和結構。 MgO顆粒形成碳基質，并在600攝氏度下進行預處理，然后酸浸并在1500攝氏度下碳化以完成此過程。
經(jīng)過一系列優(yōu)化MgO模板并計算理想制造條件的實驗后，該研究小組在第一個循環(huán)中能夠產生478 mAh / g的容量和88％的庫侖效率（電荷轉移效率）。硬碳。
TOS教授Shinba Komaba指出，以前報道的這種材料的最高價值為438毫安小時/克，這是通過在較高溫度下進行處理而實現(xiàn)的。 TOS提出的計算結果表明，使用該陽極的鈉離子電池的工作電壓差將略低于當今的標準鋰離子電池，但能量密度仍將實現(xiàn)約19％（1600瓦）的增加-小時/千克，而1430瓦時。
Komaba說：“我們的研究證明，有可能實現(xiàn)高能量的鈉離子電池，從而推翻了人們普遍認為的鋰離子電池具有更高的能量密度的觀點。我們已開發(fā)出容量極高的硬質碳，用于設計新的鈉儲存裝置。
該材料打開一扇門。研究中的其他電池概念的許諾能量密度遠遠超過了TOS在此處實現(xiàn)的水平，目前尚不清楚該新概念可以發(fā)揮多少性能。
但是，這項工作可能迫使研究人員重新考慮鈉離子電池的可能性。下一步將是評估該方法的實用性，以及該材料是否可以在許多循環(huán)中保持穩(wěn)定性并達到至少可與當今的鋰離子技術相媲美的壽命。