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住友电工新研究:纳离子电池可在57~190℃的温度范围内工作

住友电工新研究:纳离子电池可在57~190℃的温度范围内工作

发表时间:11-04-29 15:37:35    点击数:次     字体:T|T
日经新闻日前报导,日本化工巨头住友电气工业与京都大学能源科学研究科的萩原研究室联合开发出了新一代钠离子充电电池。该款电池可在低于100℃的中低温下工作,目前已在住友电工的大阪制作所付诸试验。
    所谓的钠离子电池主要是针对充电电池所用正极材料而言的,传统意义上的钠离子电池的主要特征是:正极包含一种能够可逆性循环钠离子的电化学活性材料,负极包括一种能嵌入钠离子的碳,并且进行可逆循环。住友电工开发的新品电池在正极材料、负极材料和电解质三个方面进行了改进:
    1、正极材料采用的是亚铬酸钠(NaCrO2),充电过程中如果电压上升,正极的结晶构造就会发生变化,但由于采用铬(Cr)和氧紧密结合的铬氧化物,就不会产生氧,因此不会出现存在的过充和温度过高的热失控问题。
    2、负极材料采用钠合金,负极的集电体可以采用Al箔而非Cu箔。这样的正负极结构使电池单元可在3.5~2.5V的范围内进行充放电,平均为3.0V。与锂离子充电电池相比,平均电压下降,但循环特性与锂离子充电电池基本相同。
    3、决定工作温度的是特殊的电解质:其特点是只用混有双(氟磺酰)亚胺钠(NaFSA)和双(氟磺酰)亚胺钾(KFSA)的熔融盐来构成电解液。电解液的熔点只有57℃,因此电池能在57~190℃的温度范围内工作。
    住友电工进军锂离子电池事非偶然:
    1、 住友电工本来一直是在从事钒系氧化还原液流电池(Redox Flow Battery)、镍氢充电电池用多孔集电体以及锂离子充电电池极耳(Tab Lead)等电池部件业务。深知电池材料的资源分布及开发情况,具备研究充电电池的技术能力。
    2、日本是钠电池领域内的领先者,目前NGK已实现NAS(硫磺钠)电池商用化。另外,瑞士MES-DEA公司有一款钠镍氯化物充电电池。不过,由于所使用的电解质的性质,它们要想使电池进行工作,就需要将温度提高至300℃,这使得钠电池的应用受到极大的限制。
    3、促使住友电工做出这个决策的更大动力来自于商业因素,在全球范围内,钠的储藏量比锂要丰富得多,用钠作为锂的替代品有广阔的市场前景。

钠离子电池

 
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