化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
鈉金屬電池獲重要突破 中國科學家團隊解決“低溫焦慮”
2024年10月30日 11:45:32
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：5287
溫度是影響化學反應速率的重要因素，而電池是一種基于化學反應產生電能的裝置，因此電池的性能時常受到溫度的影響。這也間接導致了大部分電池，受限于低溫環境下反應物的活化能降低，容易出現充不進電、續航能力差等問題。可以說，電池的“低溫焦慮”是現階段影響電池發展的一個重要難題，并且間接導致了許多依賴電池的設備無法在低溫環境下穩定運行，實用性受限。
【化工儀器網 行業百態】溫度是影響化學反應速率的重要因素，而電池是一種基于化學反應產生電能的裝置，因此電池的性能時常受到溫度的影響。這也間接導致了大部分電池，受限于低溫環境下反應物的活化能降低，容易出現充不進電、續航能力差等問題。可以說，電池的“低溫焦慮”是現階段影響電池發展的一個重要難題，并且間接導致了許多依賴電池的設備無法在低溫環境下穩定運行，實用性受限。
而在電池家族中，鈉電池的“低溫焦慮”又尤為明顯。
鈉金屬電池是一種基于鈉金屬作為負極的電池，具有能量密度高、安全性強、資源貯備豐富且原材料成本低等優勢。與此同時，鈉金屬電池的工作溫度范圍也相對較寬，理論上能夠適應更多的極端溫度。但這卻并沒有讓它適應低溫環境。
由于鈉金屬電池的工作原理與鋰離子電池類似，都需要離子通過在正負極間的遷移來實現電能的存儲和釋放，因此工作過程中同樣需要電解液作為媒介。而常用的商業電解液大多為碳酸酯基電解液，這種電解液低溫下易凝固，一旦開始凝固，電池的充放電性能也會受到影響。這也就導致了鈉金屬電池同樣無法在低溫環境下正常使用。
針對這一難題，中國科學家給出了答案。近日，中國科學院蘇州納米所研究員吳曉東、河海大學教授許晶晶與中國科學院物理所研究員李泓等合作，一種新型電解液能讓鈉金屬電池在低溫和快速充電條件下展現出優異性能。
據悉，該研究自2018年便開始進行“鋰鈉金屬電池新型電解液”的研究。團隊通過引入具有強電負性的氟原子，以此來降低電解液溶劑分子周圍的電子云密度，削弱溶劑分子與鈉離子之間的相互作用，從而降低鈉離子從溶劑分子中脫離的難度，加快鈉離子在電極表面的沉積速度。之后，研究團隊通過計算分析了溶劑分子的物化性質，確定了溶劑化結構，并利用X-射線光電子能譜、飛行時間-二次離子質譜和電化學性能等技術，分析了不同位點所進行的氟代分子的調控行為，最終確定了新型電解液的成分2，2-二氟乙酸乙酯(DFEA)。
測試結果顯示，使用該電解液的鈉金屬電池能夠在-20°C的低溫環境下實現1500小時以上的穩定循環，能夠在-40°C的低溫環境，穩定循環150圈。其重要性和創新性達到該領域的前5%。
目前相關的研究成果已發表于《先進功能材料》，相信隨著研究的不斷推進，鈉金屬電池會在不遠的將來走進我們的生活，為我們帶來便利。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究人員研發出厚度僅為3微米的高穩定性超薄聚合物膜材料，將全釩液流電池的工作電流密度提升至300...2025-06-23 11:42:52
-
大連化學物理研究所太陽能研究部(DNL16)李燦院士團隊提出了光電-熱電雙效應耦合的思路，并發現了光伏效應與熱電效應的耦合機制，實...2025-06-19 13:45:14
-
，昆明理工大學材料科學與工程學院陳江照教授和何冬梅教授團隊在高性能鈣鈦礦太陽能電池領域取得重要進展，成功在鈣鈦礦太陽能電池穩定性上...2025-06-17 17:23:32
-
根據鋰電池行業規范公告企業信息和行業協會測算，1－4月全國鋰電池總產量超過473GWh，同比增長68%。2025-06-16 11:14:52
-
近日，中國科學院深圳先進技術研究院定量合成生物學全國重點實驗室研究員鐘超團隊聯合中國科學院深圳先進技術研究院集成所神經工程中心研究...2025-06-11 11:37:46
-
南京航空航天大學鈣鈦礦太陽能電池領域再獲重要突破，氣相輔助表面重構技術有望幫助鈣鈦礦太陽能電池邁向產業化。2025-06-03 11:11:44
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
