更便宜、更快、更清洁：科学家开发世界首款无阳极钠固态电池

在电池技术领域，美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院和加州大学圣地亚哥分校化学与纳米工程系的研究团队取得了重大突破，他们共同研发出了世界上首款无阳极钠固态电池。

这项研究的论文首席作者介绍道：“虽然钠电池、固态电池和无阳极电池各自为人所知，但迄今为止，还没有人能够将这三种概念成功结合起来。”

该研究最近发表在《自然能源》（Nature Energy）杂志上，揭示了这种新型钠电池的结构，该结构能够进行数百次稳定的循环。通过移除负极并采用廉价且丰富的钠代替锂，这种新电池的生产成本更低，环境影响也更小。得益于其创新的固态设计，电池的安全性和耐用性得到了显著提升。

为了制造具备与锂电池相当能量密度的钠电池，研究团队开发了一种全新的电池结构。传统电池在充电时需要一个阳极来存储离子，而在使用中，离子会从阳极通过电解质流向阴极，为各种设备和汽车提供动力。

无阳极电池则去除了阳极部分，直接在电解质的碱金属电化学沉积上储存离子。这种设计使得电池能够达到更高的电压和更低的成本，并提升了能量密度，但同时也带来了自身的挑战。

这些液体电解质在稳定地消耗活性材料的同时，会形成一种称为固体电解质界面（SEI）的物质，这种物质随时间推移会降低电池的使用效率。

研究团队采用了一种创新的方法来应对这一挑战。他们设计了一个围绕电解质的电流收集器，这是一个反传统的做法，因为通常电流收集器是被电解质所包围的。他们使用的铝粉末在高压下被致密化，形成了一个固体的集电体，同时仍然保持了与电解质类似液体的接触性，这为低成本、高效率的循环提供了可能。


《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）