钠地壳含量丰富、理论容量高,钠离子电池是备受看好的锂离子电池替代材料,现在英国团队更以海藻开发出新型电池隔离膜材料,提高电池容量之余,还增强电池耐用性。
锂离子电池虽说是目前电池储能系统的龙头,技术成熟也应用也最为普及,可以在3C产品、电动汽车与储能系统看到它的身影,但锂矿相对稀有开采成本也高,国际能源局先前也指出,到了2030年,从现有的锂矿山跟预计构建的计划来看,供应只能满足需求的一半,同份报告也发现,2010~2019年之间开始运营的话,锂矿平均需要16.5年的时间来开发。
不过钠离子电池跟锂离子电池一样,在充放电过程中也会遇到“晶枝”问题,由于沉积不均匀这些触手状结构会突破隔离膜,导致电池短路。论文第一作者Jing Wang表示,隔离膜的功用是分离电池中的正负两极,让电池能自由传输电荷。
英国布里斯托大学、伦敦帝国学院与伦敦大学携手合作,从褐藻(brown seaweed)中提取出纤维素,形成新的钠离子电池隔离膜材料,声称不仅可以防止电极生成晶枝,提高电池性能,Wang指出,海藻材料让隔离膜变得非常坚固,这样它就不会被钠晶枝戳穿。除此之外,新隔离膜还可提高电池容量跟效率,并延长电池使用寿命,有助于将来手机等设备发展。
团队测试指出,新电池能在充放电1,000次循环中维持高能量密度,并实现前所未有的长时间稳定性。且这种技术也能造福其他电池,现在团队则致力扩大隔离膜的生产规模。
布里斯托大学复合材料研究所(Bristol Composites Institute)教授Amaka Onyianta表示,乐见这些纳米材料能够强化隔离膜材料并增加钠离子电池的容量,这代表越来越不用依赖锂等稀有材料。
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