鋰離子電池已經成為了各個行業的儲能首選，從手機到汽車，幾乎無所不包。但是它的電極材料（鋰 / Li）比較稀有，因此開採和精煉佔據了成本的大頭。多年來，我們一直在尋找更實惠的替代品。而斯坦福大學的研究人員們，就將目光瞄向了古老的材料（鹽 / NaCl）上 —— 其最新研製的鈉離子電池，能夠以 80% 不到的成本，儲存與鋰離子電池相當的能量！
圖 1：Na2C6O6 分子結構，及其在納電池中、於不同條件下所表現的電化學性質（不一致的相變）。
圖 2：Na2C6O6 充鈉-去鈉（嵌納-脫納）過程的相位變換。
此外鈉電池可以有許多種形態，比如膝上型電腦上常見的 18650 電芯。首席研究者 Zhenan Bao 表示：“效能上，鋰元素暫時還找不到對手。但它實在太貴太稀有，因而我們需要開發元素更加豐富、成本更加低廉的鈉基電池”。
圖 3：Na2C6O6 在充鈉-去鈉（嵌納-脫納）過程中的電壓變化。
斯坦福團隊採用了鈉鹽電極的設計，充上正電荷的鈉離子會遊向充負電荷的磷正極 —— 這兩種元素在自然界中的儲量都很豐富。研究人員還稱：為了改進充放電迴圈週期，他們分析了電池工作時，鈉離子附著和脫離陰極的原子力水平。
圖 4：可逆相變期間的形態學變化，以及 Na2C6O6 儲鈉的氧化-還原機制。
最終，他們的鈉離子電池實現了高達 484 mAh/g 的可逆容量、以及 726 Wh/kg 的能量密度。新電池的能源效率據稱超過了 87%，至於最重要的成本方面，研究人員聲稱可以 80% 不到的投入，實現與鋰離子電池相當的儲電量。
圖 5：Na2C6O6 電極在半電池和全電池中的電化學四儲鈉表現。
下一步，團隊將在磷陽極上投入更多精力，以便壓榨出鈉離子電池的更多效能。與鋰離子相比，團隊也希望進一步提升鈉離子電池的體積能量密度。這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《自然能源》（Nature Energy）期刊上。
鋰離子電池已經成為了各個行業的儲能首選，從手機到汽車，幾乎無所不包。但是它的電極材料（鋰 / Li）比較稀有，因此開採和精煉佔據了成本的大頭。多年來，我們一直在尋找更實惠的替代品。而斯坦福大學的研究人員們，就將目光瞄向了古老的材料（鹽 / NaCl）上 —— 其最新研製的鈉離子電池，能夠以 80% 不到的成本，儲存與鋰離子電池相當的能量！
圖 1：Na2C6O6 分子結構，及其在納電池中、於不同條件下所表現的電化學性質（不一致的相變）。
圖 2：Na2C6O6 充鈉-去鈉（嵌納-脫納）過程的相位變換。
此外鈉電池可以有許多種形態，比如膝上型電腦上常見的 18650 電芯。首席研究者 Zhenan Bao 表示：“效能上，鋰元素暫時還找不到對手。但它實在太貴太稀有，因而我們需要開發元素更加豐富、成本更加低廉的鈉基電池”。
圖 3：Na2C6O6 在充鈉-去鈉（嵌納-脫納）過程中的電壓變化。
斯坦福團隊採用了鈉鹽電極的設計，充上正電荷的鈉離子會遊向充負電荷的磷正極 —— 這兩種元素在自然界中的儲量都很豐富。研究人員還稱：為了改進充放電迴圈週期，他們分析了電池工作時，鈉離子附著和脫離陰極的原子力水平。
圖 4：可逆相變期間的形態學變化，以及 Na2C6O6 儲鈉的氧化-還原機制。
最終，他們的鈉離子電池實現了高達 484 mAh/g 的可逆容量、以及 726 Wh/kg 的能量密度。新電池的能源效率據稱超過了 87%，至於最重要的成本方面，研究人員聲稱可以 80% 不到的投入，實現與鋰離子電池相當的儲電量。
圖 5：Na2C6O6 電極在半電池和全電池中的電化學四儲鈉表現。
下一步，團隊將在磷陽極上投入更多精力，以便壓榨出鈉離子電池的更多效能。與鋰離子相比，團隊也希望進一步提升鈉離子電池的體積能量密度。這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《自然能源》（Nature Energy）期刊上。