4 月 22 日消息，鈉 （Na） 的含量是鋰 （Li） 的 500 倍以上，最近因其在鈉離子電池技術中的潛力而受到廣泛關注。但現(xiàn)存的鈉離子電池普遍存在功率較低、儲能有限、充電時間長等缺點，限制了其發(fā)展。近日，韓國科技先進研究院（KAIST）材料科學與工程系 Jeung Ku Kang 教授領導的研究團隊取得重大進展，成功研發(fā)了一種可快速充電的高能量、高功率混合鈉離子電池，可以在幾秒鐘內(nèi)充滿電。
該研究成果以論文形式發(fā)表在頂尖學術期刊《能量儲存材料》上，這項創(chuàng)新的混合能量存儲系統(tǒng)將傳統(tǒng)電池使用的負極材料與超級電容器使用的正極材料結(jié)合起來，使電池既能實現(xiàn)大容量存儲，又能夠快速充放電，有望成為鋰離子電池的可行替代品。
不過，要同時實現(xiàn)高能量密度和高功率密度，就需要解決電池負極材料充電慢以及超級電容器正極材料容量相對較低的問題。Jeung Ku Kang 教授團隊采用兩種不同的金屬有機框架，優(yōu)化合成了混合電池。這種方法制備的負極材料，通過將活性材料嵌入由金屬有機框架衍生出的多孔碳中，改善了反應動力學。同時，他們還合成了高容量的正極材料，使正負極材料的搭配能夠平衡并縮小能量存儲速率的差異，從而創(chuàng)建出高性能的鈉離子存儲系統(tǒng)。
由新研發(fā)的正負極組成的全電池，展現(xiàn)出優(yōu)異的性能，能量密度甚至超越了商用鋰離子電池，同時還具備超級電容器的功率密度特性。這種電池非常適合于需要快速充電的領域，例如電動汽車、智能電子設備以及航空航天技術等。
Jeung Ku Kang 表示，這種可實現(xiàn)快速充電、能量密度達到 247 Wh/kg、功率密度達到 34748 W / kg 的混合鈉離子能量存儲裝置，標志著能量存儲系統(tǒng)突破了現(xiàn)有瓶頸，他預計這項技術將在包括電動汽車在內(nèi)的各種電子設備中得到廣泛應用。
