南韓 KAIST 研發新型鈉離子電池陽極,製造成本可望降 40%

作者 | 發布日期 2018 年 04 月 24 日 7:45 | 分類 零組件 , 電池 follow us in feedly

鋰離子電池為當今儲能技術主流,已廣泛用於各類 3C 產品與電動車,但鋰金屬含量僅占地殼的 0.06%,且近年需求量大增,導致原物料價格上漲,再加上安全性質為人詬病,因此除了改善電池性能與降低成本,也有團隊尋求鋰基之外的電池。



其中鈉離子電池(SIB)為後起之秀,由於鈉與鋰金屬同為鹼金屬,物理化學性值相近,鋰離子電池技術與材料部分可用於鈉電池,但鈉離子電池存有容量與陽極循環穩定性問題,尚有巨大成長空間。而近日南韓科學技術院(KAIST)成功研發硫化銅(copper sulfide)陽極鈉離子電池,可望進一步降低整體電池生產成本與提升容量,並讓鈉離子電池朝商業化邁進。

KAIST 材料科學與工程院的 Jong Min Yuk 和 Jeong Yong Lee 共同開發一種適用於鈉離子電池的陽極材料,且在研究測試中,硫化銅陽極循環性比舊有材料高出 1.5 倍,製造成本預計更可降低 40%。

該研究團隊一直以來皆致力於尋求高電導和高理論容量的陽極材料,並選出硫化銅奈米板(nanoplates),團隊認為該化合物容易與鈉生成合金(alloy),因此可望提升電池容量與拉長循環性。

研究分析也指出,透過晶體學(crystallographic)調整硫化銅之後,可為鈉置入反應(insertion)留出空間(room),測驗結果則顯示,與石墨中的鋰離子相比,硫化銅的鈉金屬離子置入能力高約 1.5 倍,還可在 250 次充放電循環後保持初始容量 90%。

且鈉離子電池還有一最大好處,即是地殼含量多達 2.6%,蘊含量排行第六多,發展鈉離子電池有助於降低整體電池成本,尤其對 3C 產品來說,電池成本就占整體 30%。

Yuk 指出,近年來南韓出現空氣品質問題,人們對於再生能源相關產品表現出極大興趣,因此可藉由該研究讓南韓在能源產品取得先機。目前該研究已發表在《Nature Communications》。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;圖片來源:KAIST