現在,很多汽車公司準備從內燃機汽車轉向生產電動汽車。然而,對消費者來說,電動汽車的價格有些偏高。考慮到電池約占生產成本的30%,要提高電動汽車競爭力,必須降低電池成本。

(圖片來源:phys.org)
據外媒報道,韓國科學技術院(KIST)宣布,由該院儲能研究中心Sang-Ok Kim博士領導的團隊已經開發出一種新型、高性能、經濟的負極材料,可用于鈉離子蓄電池,使其比鋰離子電池更具成本效益。這種新型材料的儲能能力,是商用鋰離子電池中石墨負極的1.5倍。而且,在快速充放電速率達到10A/g的情況下,即使經過200次循環,其性能也不會下降。
鈉在地殼中的儲量是鋰的500多倍。與鋰離子電池相比,鈉離子電池的成本要低40%,被視為下一代蓄電池。然而,與鋰離子相比,鈉離子更大,不能穩定地儲存在電池的石墨或硅負極中。因此,很有必要開發一種新型的高容量負極材料。
研究人員使用二硫化鉬(MoS2),這種金屬硫化物可以作為大容量負極材料的候選材料。MoS2可以儲存大量電能,但由于其電阻高和結構不穩定,無法在電池運行過程中使用。 Sang-Ok Kim博士的團隊克服了這個問題,用硅油制造了一層陶瓷納米涂層,這是一種低成本、環保的材料。通過簡單的過程將MoS2前體與硅油混合在一起,并對混合物進行熱處理,可獲得低電阻、穩定性高的異質結構。
電化學性能測試表明,該材料的儲電量至少是未鍍膜MoS2材料的兩倍(約600mAh/g),而且經過200次快速充放電循環,仍能保持這樣的容量水平。這樣優異的性能源自具有高儲電容量的陶瓷納米涂層。該涂層賦予MoS2表面高的導電性和硬度,使材料的電阻較低,并提高結構穩定性。
Sang-Ok Kim博士表示:“通過納米涂層表面穩定技術,可以成功解決MoS2的高電阻和結構不穩定問題。因此,我們可以開發出一種能夠穩定儲存大量電能的鈉離子電池。我們的方法采用具有成本效益的環保材料,如果能進行調整,用于大規模制造負極材料,可以降低生產成本,促進鈉離子電池的商業化,將其用于大容量蓄電設備。”