比年來，電動汽車和儲能交兵的需求不息添加，脹舞了對高能量密度和低本錢電池的需要。縱使自1991年首款商用鋰離子電池推出以還，電池辦法已有分明進(jìn)步，但由于鋰資源散布不均且價值高潮，需尋求代替資料。鈉基資料因其低本錢和廣闊的可用性成為一種有潛力的采納?？墒?，傳統(tǒng)鈉電池一般在能量密度方面有所息爭。無陽極電池是一種新式的電池機(jī)合，不行使陽極活性資料，而是通過電化學(xué)款式將堿金屬直接重積在集流體外表，能完成更高的電池電壓、頹廢本錢并增加能量密度?？墒?，這類電池在本性運用中面對兩大應(yīng)戰(zhàn)：陽極情況改變的不平穩(wěn)性和陽極-液體電解質(zhì)界面的反響標(biāo)題。閱歷運用電化學(xué)安靖的固體電解質(zhì)和施加旅館壓力，告竣細(xì)膩金屬鈉的重積，有望處理無陽極電池的這兩大標(biāo)題。

　　不日，美國加州大學(xué)圣地亞哥分校Ying Shirley Meng孟穎團(tuán)隊在Nature Energy上揭曉了題為“Design principles for enabling an anode-free sodium all-solid-state battery”的論文，這項尋求提出了一種統(tǒng)轄組織，閱歷運用電化學(xué)安靜的固體電解質(zhì)和施加客棧壓力，竣工過細(xì)金屬鈉的浸積，治服了兩大搬弄。其他，察覺鋁集流體與固體電解質(zhì)能夠結(jié)束精密的固-固交兵，在高臉蛋量和電流密度下達(dá)到高度可逆的鈉電鍍和剝離。這種策畫曩昔在運用古代鋁箔時無法完工。本探尋展現(xiàn)了一種無鈉陽極全固態(tài)電池，進(jìn)程數(shù)百次循環(huán)，閃現(xiàn)出安靜的循環(huán)成效。

　　圖1、無陽極意思圖和能量密度揣度。a，碳陽極、閉金陽極和無陽極設(shè)置的電池含義圖。b，種種鈉陽極資料的理論能量密度比較。c，竣工無陽極全固態(tài)電池的四個央求示計劃。? 2024 Springer Nature

　　圖2、Al顆粒與Al箔的對比。a，鋁箔在1 mA cm-2電流密度下的電鍍、剝離舉動。b，鋁顆粒在1 mA cm-2電流密度下的電鍍、剝離行徑。c，鋁粉與固體電解質(zhì)層構(gòu)成嚴(yán)密比武的才干。d，循環(huán)鋁箔和鋁顆粒電池前后的阻抗丈量。e，行使鋁箔和鋁顆粒集流器時電池地域的壓力散布展現(xiàn)。f，操作鋁箔循環(huán)的臨界電流密度。g，運用鋁顆粒循環(huán)的臨界電流密度。h，運用鋁顆粒集流體時，臨界電流密度評價行為室溫劣等容量的函數(shù)。? 2024 Springer Nature

　　圖3、各式顆?；髌鞯谋碚鳌，Al的榜首周期電鍍/剝離半電池的電壓曲線。b，Cu的電壓曲線。c，Ti的電壓曲線。d，相同的三個電池在30個循環(huán)中的電化學(xué)功能。e-g，Al的外表描繪的光學(xué)外表衡量。f，Cu的皮相描畫的光學(xué)外觀丈量。g，Ti的外表描摹的光學(xué)概括衡量。? 2024 Springer Nature

　　圖4、無負(fù)極鈉全固態(tài)的全電池循環(huán)。a，室溫下的電壓曲線 ℃下的電壓曲線。c，正極容量四肢電流密度的函數(shù)。d，無鈉負(fù)極全固態(tài)全電池的電壓曲線次循環(huán)的電池容量。? 2024 Springer Nature

　　該項探求展現(xiàn)了通過電化學(xué)安靜的固體電解質(zhì)和酒店壓力告竣無陽極電池的潛力，有助于經(jīng)管陽極情況不安靜和界面反響標(biāo)題。這一打破將對低本錢、高能量密度電池的起色迸發(fā)危殆感染，加倍在電動汽車和儲能興辦范疇具有寬闊的運用遠(yuǎn)景。其他，該尋覓為鈉基電池的策畫供給了新的想途，注解鈉電池能夠在能量密度和本錢方面與鋰電池競賽。這將鼓舞無陽極電池權(quán)謀的興旺，并促進(jìn)往日高成效電池的告終。

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　　原標(biāo)題：《【復(fù)材資訊】無負(fù)極全固態(tài)電池，最新Nature Energy！》

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