全球首創!美國無負極鈉固態電池,或帶來電池領域新突破!
美國芝加哥大學普利茲克分子工程學院教授,阿貢國家實驗室儲能科學合作中心首席科學家孟穎博士,近日開發出全球第一個無負極鈉固態電池,其成果發表在7月3日《自然-能源》雜誌上。
孟穎教授出生於中國杭州,畢業於新加坡南洋理工大學,在麻省理工學院獲得博士學位,是材料科學領域的知名科學家,研究重點是用於儲能和轉換的功能性納米和微米級材料。
鈉、無負極、固態電池,可能是近未來電池發展的終極模式,任何一個特徵都足以撕扯人們的眼睛。
無負極可以減少電池內部的寄生反應,降低製造複雜性,從而提升整體性能和安全性。
使用鈉則主要是出於成本和資源可持續性的考慮,鈉比鋰更爲豐富,成本更低,有望實現更經濟的電池解決方案。
而固態電解質可以防止傳統液態電解質中的泄漏和燃爆問題,提高電池的整體安全性,同時也有助於提升電池的能量密度。
目前這三種電池都已經或正在被開發出來,但將這三者結合在一起,孟穎教授領導的團隊則是全球首創。
一是移除傳統負極,直接在特製集電器上存儲鈉離子,既提高了能量密度,又降低了成本。
二是選用豐富且環保的鈉代替稀缺的鋰,解決了資源和可持續性問題。
三是使用可流動的鋁粉作爲集電器材料,並讓其包圍電解質,而不是傳統的電解質包圍集電器,組裝時鋁粉在高壓下緻密化,形成固體集電器,從而保證了集電器與固體電解質的良好接觸。
這三大創新的融合,不僅克服了單一技術的侷限,還實現了高性能、低成本、快速充電、環保安全的電池新範式,爲未來能源存儲開闢了新的可能性。
目前孟教授團隊製作的全電池,已經實現了數百次穩定循環,這項研究不僅是科技上的重要突破,還可能引發電池產業的重大變革,推動新的研發方向和投資,對能源、環境、經濟等多個領域產生深遠影響,推動人類社會向更清潔、可持續的方向發展。
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