據近日cnBeta的報道，斯坦福大學的研究人員研發出了一種鈉基電池，能夠以80%不到的成本，存儲與鋰離子電池相當的能量。此項研究的首席研究員正是著名華裔科學家，鮑哲南。她表示：“性能上，鋰元素暫時還找不到對手。但它實在太貴太稀有，因而我們需要開發元素更加豐富、成本更加低廉的鈉基電池”。

鮑哲楠（左一）和“人造皮膚”研究團隊

近來，對于鋰電能源提升性能乃至更新換代的研究非常多，但能夠實現商業化者寥寥。此次研究的關注，更多來自于人們對研究方的信任與期待。2015年，鮑哲南因柔性人造皮膚開發，入選《自然》（Nature）雜志年度對全球科學界產生重大影響的十大人物。今年3月，她還獲得2017年度“世界杰出女科學家獎”。

斯坦福

鮑哲南團隊使用的新型鈉離子電池陰極材料，右圖中黃色為鈉離子，"鑲嵌"在紅色和灰色標識的肌醇中。一個Na2C6O6一次最多可以攜帶4個鈉離子，擁有極高的能量密度。

此次研究，斯坦福團隊采用了鈉鹽電極的設計，充上正電荷的鈉離子會游向充負電荷的磷正極——這兩種元素在自然界中的儲量都很豐富。相形之下，開采一噸鋰的的費用約為1.5萬美元，而開采一噸鈉的費用僅為150美元。

在新設計的鈉離子電池中，鈉離子可附著在肌醇上，而肌醇是一種常見的化合物，可從米糠或玉米加工過程中的液體副產物中提取。鈉離子和肌醇的新結合顯著改善鈉基電池的離子循環，使離子能更有效地從陰極移動穿過電解質到磷陽極，繼而產生更強的電流。

研究人員還稱：為了改進充放電循環周期，他們分析了電池工作時，鈉離子附著和脫離陰極的原子力水平。最終，他們的鈉離子電池實現了高達484mAh/g的可逆容量、以及726Wh/kg的能量密度。新電池的能源效率據稱超過了87%，至于最重要的成本方面，研究人員聲稱可以80%不到的投入，實現與鋰離子電池相當的儲電量。

這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《自然能源》（Nature Energy）期刊上。不止如此，在2017年還有來自國內外針對鈉基電池的其他研究成果。

德州大學與首爾大學

錳基鈉離子電池

據今年7月蓋世汽車的一篇報道，美國德克薩斯大學達拉斯分校與韓國首爾國立大學共同研發出一款全新電池，其采用錳基鈉離子材料。研究團隊采用鈉取代了陽極內占比最大的材料——鋰，并用錳取代價格更為昂貴、儲量更為稀缺的鈷和鎳。

西安交大與中科院物理所

據西安交大9月的新聞報道，西安交大前沿科技研究院李巨教授課題組與中國科學院物理所胡勇勝研究員課題組合作研究發現，以往硬碳負極研究中的傳統半電池方法，嚴重低估了硬碳負極的性能，他們提出了評估硬碳性能的改進方案。采用夏威夷果殼作為前驅體經高溫裂解得到的MHC硬碳，可以提供314mAh/g的比容量，以及91.4%的首周效率，是目前報道的首周效率最高的硬碳材料。與NCNFM正極材料組成全電池后，倍率性能遠遠超過其半電池，并且可以在1C倍率下循環1300周，容量保持率超過70%。

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粉體圈 作者：啟東