【中國傳動(dòng)網(wǎng) 技術(shù)前沿】 現(xiàn)今人們相當(dāng)依賴鋰離子電池，在電動(dòng)車與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的帶動(dòng)下，鋰電池與鋰礦的需求更是與日俱增，然而鋰原料終有用盡的一天，到時(shí)是否會(huì)發(fā)生能源浩劫？
因此美國普渡大學(xué)轉(zhuǎn)向瞄準(zhǔn)原料更加豐富、材料也較為便宜的鈉離子電池，近期更成功解決鈉離子電池在充放電離子「迷路」難題，進(jìn)一步提升電池充放電穩(wěn)定性與容量。
鈉在地殼蘊(yùn)含量與成本方面都略勝鋰礦一籌，其中鈉地殼含量多達(dá)2.6%，蘊(yùn)含量排行第6多，相較之下鋰才27名，若以成本來說，鋰與鈉更是相差100倍，鋰每公噸約15,000美元，鈉則是150美元，顯然鈉在電池的贏面更大，但為何鈉離子電池至今仍無法達(dá)到商業(yè)化？
目前科學(xué)家已經(jīng)可以控制鈉遇水燃燒反應(yīng)，只是在邁向商業(yè)化的道路，鈉離子電池還有一大障礙待解決──在電池充放電途中鈉離子容易迷路。
鈉離子電池運(yùn)作方式跟鋰離子電池一樣，主要依靠鈉離子在陰極和陽極之間移動(dòng)來運(yùn)作，但鈉離子在充放電期間容易附著在陽極，而不會(huì)往陰極移動(dòng)。
這種情形也被稱為固體電解質(zhì)界面（solid-electrolyteinterphase，SEI），離子會(huì)在石墨電極上形成千分之公厘厚的薄膜，可保護(hù)碳粒與酸性電解質(zhì)發(fā)生有害反應(yīng)，同時(shí)讓離子在電極跟電解質(zhì)之間穿梭，普渡大學(xué)化學(xué)工程副教授VilasPol表示，出現(xiàn)SEI現(xiàn)象并非壞事，只是SEI薄膜太厚會(huì)消耗充電所需的鈉離子。
因此普渡大學(xué)提出一項(xiàng)解決方案，若把鈉制成粉末狀，就可以為SEI提供所需的鈉來保護(hù)碳粒，也不會(huì)消耗充放電所需的鈉離子。
研究為了減少鈉與水氣的接觸，團(tuán)隊(duì)在裝滿惰性氣體氬氣的手套箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并利用超聲波把塊狀鈉融化成像是葡萄牛奶般的液體，最后再將液體冷卻，并將他們懸浮于己烷溶液中、讓鈉顆粒在溶液中可均勻分布。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果也相當(dāng)符合科學(xué)家的期待，在陽極或是陰極滴入幾滴鈉懸浮液（suspension）后，鈉離子電池充放電穩(wěn)定性與電池容量皆有效提高。Pol表示，只要略為修改電極加工制程就能提升電池性能，這也是幫助鈉離子電池邁向商業(yè)化的另一種方式。
雖然鈉離子的體積約為鋰離子的兩倍，重量或是能量密度或許無法比鋰離子電池相比，但該技術(shù)成本較低，有望大幅降低電網(wǎng)級(jí)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成本，各方研究機(jī)構(gòu)皆引頸期盼鈉離子電池的發(fā)展，目前普渡大學(xué)新技術(shù)已提交臨時(shí)申請。
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