无阳极钠固态电池面世

  美国科学家*新研制出全球头个无阳极钠固态电池。 这一成果有助开发出廉价且能快速充电的大容量电池， 以用于电动汽车和电网。 相关研究论文发表于*新一期 《自然·能源》 杂志上。锂基电池已成为电动汽车和移动设备的标配，但其性能受到多方面因素制约。 首先， 锂在地壳中的储量有限。 另外， 锂离子电池需求激增， 导致锂的价格不断攀升。 而钠在地壳中的储量约为锂的1 000倍， 同时也是一种更环保的电池材料。

传统电池结构包括一个阴极和一个阳极。 在充电过程中， 阳极储存离子。 在放电过程中， 离子从阳极通过电解质流到集电器 （阴极）， 为设备和汽车供电。 而在无阳极电池中， 离子直接在集电器表面通过碱金属的电化学沉积来存储。 这种方法不仅提高了电池的电压和能量密度， 还降低了成本， 但也会带来新挑战。

论文**作者、 美国加州大学圣迭戈分校格雷森·戴伊谢尔解释称， 在无阳极电池中， 电解质和集电器之间需要保持良好的接触。 使用液体电解质容易做到这一点， 因为液体能四处流动， 而固体电解质无法做到。 但液体电解质在消耗活性材料的同时， 会产生固体电解质界面堆积物， 导致电池性能降低。

为解决这一问题， 研究团队另辟蹊径， 开发出一种新型钠电池架构： 他们采用了具有类似液体流动性的固体铝粉来构建集电器。 在电池组装过程中， 铝粉在高压下变得致密， 形成固体集电器， 同时与电解质保持类似液体的接触， 实现了低成本、 高效率的充放电循环。研究团队认为， 新研制出来的钠电池结构稳定， 可循环数百次。 去除阳极并用钠代替锂， 使新型电池的生产过程变得更加经济环保。 **性的固态设计也提高了电池的安全性。