近日，韓國科技先進(jìn)研究院(KAIST)材料科學(xué)與工程系 Jeung Ku Kang 教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊在鈉離子電池技術(shù)方面取得了重大突破。鈉 (Na) 是一種常見的金屬元素，其含量是鋰 (Li) 的500倍以上。最近，由于鈉在鈉離子電池技術(shù)中的潛力，鈉離子電池受到了廣泛關(guān)注。
然而，目前存在的鈉離子電池普遍存在功率較低、儲能有限、充電時間長等缺點，這些問題限制了鈉離子電池的發(fā)展。為了解決這些問題，KAIST的研究團隊成功研發(fā)了一種可快速充電的高能量、高功率混合鈉離子電池。
這種新型鈉離子電池具有快速充電的特點，可以在幾秒鐘內(nèi)充滿電。相比于傳統(tǒng)的鈉離子電池，這種新型電池具有更高的能量密度和功率密度，這意味著它能夠存儲更多的能量并在短時間內(nèi)釋放更強大的功率。
該研究成果以論文形式發(fā)表在頂尖學(xué)術(shù)期刊《能量儲存材料》上，這項創(chuàng)新的混合能量存儲系統(tǒng)將傳統(tǒng)電池使用的負(fù)極材料與超級電容器使用的正極材料結(jié)合起來，使電池既能實現(xiàn)大容量存儲，又能夠快速充放電，有望成為鋰離子電池的可行替代品。
不過，要同時實現(xiàn)高能量密度和高功率密度，就需要解決電池負(fù)極材料充電慢以及超級電容器正極材料容量相對較低的問題。Jeung Ku Kang 教授團隊采用兩種不同的金屬有機框架，優(yōu)化合成了混合電池。這種方法制備的負(fù)極材料，通過將活性材料嵌入由金屬有機框架衍生出的多孔碳中，改善了反應(yīng)動力學(xué)。同時，他們還合成了高容量的正極材料，使正負(fù)極材料的搭配能夠平衡并縮小能量存儲速率的差異，從而創(chuàng)建出高性能的鈉離子存儲系統(tǒng)。
由新研發(fā)的正負(fù)極組成的全電池，展現(xiàn)出優(yōu)異的性能，能量密度甚至超越了商用鋰離子電池，同時還具備超級電容器的功率密度特性。這種電池非常適合于需要快速充電的領(lǐng)域，例如電動汽車、智能電子設(shè)備以及航空航天技術(shù)等。
Jeung Ku Kang 表示，這種可實現(xiàn)快速充電、能量密度達(dá)到 247 Wh/kg、功率密度達(dá)到 34748 W / kg 的混合鈉離子能量存儲裝置，標(biāo)志著能量存儲系統(tǒng)突破了現(xiàn)有瓶頸，他預(yù)計這項技術(shù)將在包括電動汽車在內(nèi)的各種電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。
通過KAIST團隊的研究，我們看到了鈉離子電池技術(shù)的巨大潛力。這項突破將進(jìn)一步推動鈉離子電池的發(fā)展，提高其功率、儲能和充電速度，使其更適用于實際應(yīng)用。預(yù)計隨著進(jìn)一步的研究和改進(jìn)，這種新型混合鈉離子電池將成為未來能源存儲領(lǐng)域的重要技術(shù)之一。
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