钠(Na)的含量是锂(Li)的500多倍，最近因其在钠离子电池技术中的潜力而引起了极大的关注。然而，现有的钠离子电池面临着根本性的限制，包括较低的功率输出、受限的存储性能和较长的充电时间，这就需要开发下一代储能材料。
首尔大学材料科学与工程系姜祯九教授领导的研究小组开发出了一种能够快速充电的高能、大功率混合钠离子电池。
该研究由KAIST博士候选人Jong Hui Choi和Dong Won Kim共同撰写，发表在《储能材料》杂志上，标题为“用于高性能钠离子混合储能的3D多孔富n石墨碳框架的低结晶度导电多价硫化铁嵌入s掺杂阳极和高表面积o掺杂阴极”。
创新的混合储能系统集成了通常用于电池的阳极材料和适用于超级电容器的阴极。这种组合使该设备能够实现高存储容量和快速充放电速率，将其定位为锂离子电池的可行的下一代替代品。
然而，要发展高能量、高功率密度的混合电池，需要改进电池型阳极储能速率慢的问题，并增强超级电容器型阴极材料容量相对较低的问题。
为了解释这一点，康教授的团队使用了两种不同的金属有机框架来优化混合电池的合成。这种方法通过在金属有机框架衍生的多孔碳中包含精细活性材料，从而开发出具有改善动力学的阳极材料。
此外，还合成了一种高容量的阴极材料，并且阴极和阳极材料的组合允许开发钠离子存储系统，优化平衡并最小化电极之间的能量存储速率差异。
组装的全电池，包括新开发的阳极和阴极，形成高性能的混合钠离子储能装置。该装置超越了商用锂离子电池的能量密度，具有超级电容器的功率密度特性。预计它将适用于从电动汽车到智能电子设备和航空航天技术的快速充电应用。
姜教授表示:“能够快速充电，能量密度达到247wh /kg，功率密度达到34748 W/kg的混合钠离子储能装置，突破了目前储能系统的局限性。”他预计将在包括电动汽车在内的各种电子设备上得到更广泛的应用。
更多信息:Jong Hui Choi等，低结晶度导电多价硫化铁嵌入s掺杂阳极和高表面积o掺杂阴极的三维多孔富n石墨碳框架用于高性能钠离子混合储能，储能材料(2024)。DOI: 10.1016/ j.m esm .2024.103368由韩国科学技术院(KAIST)提供引文:研究人员开发出能够在几秒钟内快速充电的钠电池(2024年4月19日)检索自https://techxplore.com/news/2024-04-sodium-battery-capable-rapid-seconds.html。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
