容量增加也更耐用,海藻成鈉離子電池重要材料

作者 | 發布日期 2022 年 10 月 07 日 14:00 | 分類 能源科技 , 電力儲存 , 電池 line share follow us in feedly line share
容量增加也更耐用,海藻成鈉離子電池重要材料


鈉地殼含量豐富、理論容量高,鈉離子電池是備受看好的鋰離子電池替代材料,現在英國團隊更以海藻開發出新型電池隔離膜材料,提高電池容量之餘,還增強電池耐用性。

鋰離子電池雖說是目前電池儲能系統的龍頭,技術成熟也應用也最為普及,可以在 3C 產品、電動車與儲能系統看到它的身影,但鋰礦相對稀有開採成本也高,國際能源署先前也指出,到了 2030 年,從現有的鋰礦山跟預計建置的計畫來看,供應只能滿足需求的一半,同份報告也發現,2010~2019 年之間開始營運的話,鋰礦平均需要 16.5 年的時間來開發。

不過鈉離子電池跟鋰離子電池一樣,在充放電過程中也會遇到「晶枝」問題,由於沉積不均勻這些觸手狀結構會突破隔離膜,導致電池短路。論文第一作者 Jing Wang 表示,隔離膜的功用是分離電池中的正負兩極,讓電池能自由傳輸電荷。

英國布里斯托大學、倫敦帝國學院與倫敦大學攜手合作,從褐藻(brown seaweed)中提取出纖維素,形成新的鈉離子電池隔離膜材料,聲稱不僅可以防止電極生成晶枝,提高電池性能,Wang 指出,海藻材料讓隔離膜變得非常堅固,這樣它就不會被鈉晶枝戳穿。除此之外,新隔離膜還可提高電池容量跟效率,並延長電池使用壽命,有助於將來手機等設備發展。

團隊測試指出,新電池能在充放電 1,000 次循環中維持高能量密度,並實現前所未有的長時間穩定性。且這種技術也能造福其他電池,現在團隊則致力擴大隔離膜的生產規模。

布里斯托大學複合材料研究所(Bristol Composites Institute)教授 Amaka Onyianta 表示,樂見這些奈米材料能夠強化隔離膜材料並增加鈉離子電池的容量,這代表愈來愈不用仰賴鋰等稀有材料。

(首圖來源:pixabay