科学家们成功地开发出了由钠、铁和硫组成的新型正电极材料Na2FeS2。在测试过程中,采用Na2FeS2正极的电池具有较高的储能能力,可充放电超过300次。由于Na2FeS2由丰富的廉价元素组成,它有望用于容量更高、成本更低的全固态钠电池。
新型正电极材料Na2FeS2的晶体结构
随着社会向碳中和转变,对高能量密度充电电池(如锂离子电池)的需求每年都在增加。钠离子电池在资源上比锂离子电池更有优势,随着廉价的高性能新材料的不断开发,它正吸引着更多的关注。
大阪公立大学工程研究生院的一个研究小组,成功地开发出了一种新的正极,由Na2FeS2制成,用于全固态钠电池。这种电池具有高能量储存能力,高可逆性和使用廉价的现成元素。
此外,使用Na2FeS2作为正极的电池可以充电和放电超过300次,这是由于Na2FeS2独特的晶体结构使电极寿命长。大多数高容量金属硫化物电极依赖于转换型反应,在此过程中,在充放电过程中,大量的重排与不均匀反应和降解有关。另一方面,Na2FeS2在充放电过程中通过插入式反应实现了高度可逆性,这允许电极在多个循环中保持其晶体结构。
“新的Na2FeS2正极在材料、成本和使用寿命方面都达到了很好的平衡;我们希望它们能在全固态钠电池中得到实际应用,”Sakuda教授总结道,“未来,我们将继续研究开发更便宜、性能更高的全固态钠电池,通过检测快速充电的高输入和输出,以及制作和测试优质负极材料。”