“研究人员开发无负极钠离子电池 外形更小/价钱更低”

根据盖世太尔汽车的报道，圣路易斯华盛顿大学( washington university in st. louis )的peng bai实验室开发了高效、稳定的无负极钠离子电池。 彭拜是该校能源、环境、化学工程系的助理教授。 与以前流传下来的锂离子电池相比，这个电池小得多，而且价格便宜。

(图片来源: wustl )

以前传入的锂离子电池由正极和负极组成，两者都可以储存锂离子； 两个电极之间有间隔物； 离子通过电解液移动。 锂离子从负极流向正极时，自由电子通过集电器流向需要供电的设备，锂离子通过隔膜流向正极。 这个充电过程是可逆的，锂离子也从正极通过隔膜到达负极。

用钠离子代替锂离子，消除负极的概念并不是什么新鲜事。 但研究人员表示，这种无负极电池总是很快发生故障、容量非常低，或者集电器需要特别解决。 由于枝晶的生长，没有负极的电池经常变得不稳定。 过去，这是由于碱金属的反应性，没有负极的电池，也就是金属钠。

在新的电池设计中，负极侧使用铜箔作为集电器。 也就是说，电池没有活性的负极材料。 钠离子不是流向负极，而是转换成金属，直到再次回到正极。 首先，自己给铜箔电镀，需要放回正极时溶解。 研究人员bingyuan ma说:“据我们注意，电池中没有形成树枝状晶体。 而且，钠离子沉积物平坦，带有金属光泽。 关于这种碱金属，我们从来没有注意到这种增长模式。 ”

研究人员开发的是独特的透明微管电池，可以从新的角度注意电池。 以前，如果不安装电池，就无法检测出其中存在的问题。 但是，这种后发式的注意作用有限。 bai表示，“电池的不稳定性都是在运行中累积形成的。 真正重要的是动态过程中的不稳定因素，但这无法表达。 ”通过注意透明的无负极微管电池，可以清楚地看到“如果不能很好地控制电解液，就会出现各种各样的不稳定因素。 ”包括枝晶的形成。

本质上，这归结于电解液中有多少水。 碱金属能与水反应。 研究小组尝试了减少含水量。 在电池运转中，研究人员发现了光滑有光泽的钠沉积物。 材料的光滑性消除了枝晶形成的可能性。 bai说:“检查微管电池时，发现电解液的干燥过程更长。 大家在谈论电池中的水分含量，以前的研究认为水量只是应该注意的一个统计数据。 其实，这是关键所在。

“含水量必须在十万分之一以下。 认识到这些，制造了微管电池。 而且是商用电池。 从性能上看，该电池类似于标准锂离子电池，但由于没有负极，空之间的占有量会少很多。 ”

研究人员表示，电动汽车的价格有四分之一来自电池。 钠离子电池的能量密度与锂离子电池相同，但采用了比锂离子更普通的金属。 另外，由于没有负极，所以比现在的锂离子电池小，价格低。