超低价地球元素推动新电池技术向行业发展

今天的大部分电池都是由南美山区开采的稀有锂电池组成。如果世界耗尽这一来源，那么电池生产可能会停滞不前。

钠是一种非常便宜且土地丰富的替代品，使用锂离子电池，如果暴露在水中，也会变成紫色和燃烧-甚至只是空气中的水。

全球努力使钠离子电池与锂离子电池一样功能性早已控制钠的爆炸倾向，但尚未解决如何防止钠离子在电池充电和放电的前几次“迷失”。现在，普渡大学的研究人员制作了一种钠粉版本，可以解决这个问题并正确收费。

“在电极加工过程中添加制造的钠粉只需要对电池生产过程稍作修改，”Purdue化学工程副教授VilasPol说。“这是将钠离子电池技术推向行业的一种潜在方式。”

该研究于2018年6月在线发布，于2018年8月31日在电源杂志上发布。

这项工作与普渡大学的飞跃庆祝活动保持一致，承认该大学在健康，太空，人工智能和可持续发展方面的全球进步是普渡大学成立150周年的一部分。这是为期一年的庆祝活动创意节的四个主题，旨在展示普渡大学作为解决现实问题的知识中心。

尽管钠离子电池在物理上比锂离子电池重，但研究人员一直在研究钠离子电池，因为它们可以以较低的成本为大型太阳能和风能设施储存能量。

问题在于钠离子在初始充电循环期间粘附到电池的硬碳端，称为阳极，而不是传播到阴极端。离子积聚成称为“固体电解质界面”的结构。

“通常，固体电解质界面是良好的，因为它可以保护碳颗粒免受电池的酸性电解质的影响，而电力是在这里进行的，”Pol说。“但是过多的界面消耗了我们为电池充电所需的钠离子。”

普渡大学的研究人员建议使用钠作为粉末，为固体电解质界面提供所需量的钠以保护碳，但不会以消耗钠离子的方式积聚。

他们通过在充满氩气的手套箱中制作钠粉，使钠暴露在水分中，从而使其燃烧。为了制作粉末，他们使用超声波-用于监测胎儿发育的相同工具-将钠块融化成乳白色紫色液体。然后将液体冷却成粉末，并将其悬浮在己烷溶液中以均匀地分散粉末颗粒。

在制造过程中，只需将几滴钠悬浮液置于阳极或阴极电极上即可使钠离子电池充电和放电更稳定，容量更高-这是功能电池的最低要求。