正當鋰電池在全世界用量不斷下降之際,第二代手提電子學似可能有某些非鋰離子電池出現。一種潛在的取代者是鈉-離子電池,因為鈉較便宜,無毒和比鋰豐富。
現有鈉離子電池的最大缺點是,要太長時間充電和放電。放電慢供應不了高功率的套用。一般,充/放電率和容量之間有個權衡,企圖增加充/放電率,會引起容量嚴重下降。
2015年三月,美國化學學會期刊(Journal喔發他和Chemical Society)上出現新的研究;由雷勇(Yong Lei),他是德國理明擾技術大學的教授,為首的研究者,已在這領域內取得了重要的改進。他們證明,鈉-離子和鋰離子的充/放電率及容量都可達最高值。這重大的改進為鈉-離子電池向手提電子學套用鋪平道路。
為了達到這重大改進,研究者考慮了鈉的一些基本性質。鈉和鋰都有類似易失去電子的傾向—根據他們所測量的電化學勢接近—表明鈉和鋰都是一種好陽極材料。但鈉離子比鋰離子約大25%,這使鈉較難進入電極的晶體結構,電極是化學反應之處,造成鈉離子運動不快。這是鈉電池充/放電慢的原因。
研究人員不能減小鈉離子的大小,但可以改進鈉離子進入電極的效率;為此。他們採用延伸電極材料pai-共軛系統,它是一種露台形態,包含多種廣闊空間層,形成讓鈉離子通過的快道,pai-共軛系統也改進充電輸送和穩定了充/放電狀態。
參考文獻:
“Na-ion batteries get close to replacing Li-ion batteries" Phys.org/2015-03-na-ion-batteries-close-li-ion.html