长期以来,锂离子电池一直是电动汽车(EV)的首选电源。然而,随着EV市场迅速扩张,预计未来五到十年内锂供应将出现短缺。钠的储量更为丰富且成本较低,因此钠离子电池被视为富有前景的锂离子电池替代品。但由于含钠阴极的性能会随着反复充放电迅速下降等因素,这类电池的商业化受到严重影响。
(图片来源:阿贡实验室)
据外媒报道,阿贡国家实验室(Argonne)的团队开发出新型钠离子氧化物阴极设计,在解决这一问题上取得了重大进展。该设计与阿贡早期的锂离子氧化物阴极设计非常相似,经证实具有高储能容量和长寿命。
这两种设计的关键特征是,微观阴极颗粒中含有过渡金属混合物,包括镍、钴、铁或锰。重要的是,这些金属并不是均匀地分布在单个阴极颗粒中。例如,镍出现在核心处,而钴和锰围绕着这一核心,从而形成了外壳。这些元素具有不同的用途,富锰表面使颗粒在充放电循环过程中具有结构稳定性,富镍核心则可以提供高容量储能。