Прорыв в области новых натриевых батарей: Полная зарядка всего за шесть минут

По данным исследовательской группы из Lingnan University Hongkongнатриево-ионные батареи уже много лет являются экономически выгодной и устойчивой альтернативой литиевым накопителям энергии. Натрий практически бесконечно доступен на Земле в виде поваренной соли, и его добыча обходится значительно дешевле, чем лития. Поэтому батареи обещают более низкие цены и меньшую зависимость от критически важного сырья. Однако предыдущие подходы страдали от короткого срока службы и высоких рисков во время быстрой зарядки.

Безанодная архитектура - это ключ

Исследовательская группа использовала безанодную конструкцию, в которой нет фиксированного анода. Вместо этого анод формируется во время зарядки путем осаждения ионов натрия на коллекторе. В предыдущих экспериментах этот процесс часто приводил к образованию дендритов - тонких металлических структур, которые могут стать причиной короткого замыкания. Быстрая зарядка, в частности, усугубляла эту проблему.

Стабильность благодаря повышенной концентрации соли

Ученые из Гонконга и Пекина решили эту проблему, значительно увеличив концентрацию солей натрия в электролите. Это обеспечивает наличие достаточного количества ионов в непосредственной близости от коллектора во время зарядки, что способствует равномерному осаждению. В результате батарея остается стабильной даже при высоких скоростях зарядки. В ходе испытаний батарея достигла емкости быстрой зарядки 10C и могла полностью зарядиться за шесть минут. После 500 циклов зарядки он сохранил более 70% своей первоначальной емкости.

Потенциал для мобильности и хранения энергии

"Натрий стоит меньше десятой части лития, в изобилии содержится в морской воде и может значительно снизить цену электромобилей и систем хранения энергии", - пояснил руководитель проекта профессор Ли Лянлян. Исследователи рассматривают свою разработку как шаг к массовому производству накопителей энергии. Возможные области применения - электромобили, стационарные системы хранения возобновляемых источников энергии и даже портативная бытовая электроника.

Перспективы

Это пока лабораторные результаты. Следующим шагом станет дальнейшее развитие безанодной натриевой батареи за пределами стадии прототипа для промышленного производства. Если это удастся, технология может стать серьезным конкурентом литий-ионным системам.