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　　據(jù)外媒報道，瑞士聯(lián)邦材料測試與開發(fā)研究所(Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology，EMPA)與瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)(University of Geneva，UNIGE)的研究人員設(shè)計了新款全固態(tài)(all-solid-state)電池樣品，該款電池能夠存儲更多的電能，同時確保電池的安全性 及可靠性。此外，該款電池采用鈉材料，作為鋰的廉價替代品。

　　電池的正常工作與以下三個部件密切相關(guān)：陽極(負(fù)極)、陰極(正極)及電解質(zhì)(electrolyte)。當(dāng)今電子設(shè)備所采用的電池均為鋰離子電池。當(dāng)電池放電時，鋰離子將從陰極流向陽極。

　　盡管鋰金屬分量極輕，可提升電池的儲能，但為防止形成鋰樹突(鋰枝晶，lithium dendrites)，從而導(dǎo)致電池短路乃至造成電池起火，商用電池陽極通常采用石墨而非鋰金屬。

　　為此，研究人員將重心放到了“固態(tài)”電池的優(yōu)點(diǎn)上，旨在應(yīng)對新興市場高企的需求并進(jìn)一步提升電池的性能：提升充電速度、儲能并提高電池的安全性。新款電池采用了固態(tài)電解質(zhì)，為防止樹突的形成，采用了金屬陽極，在提升儲能的同時確保了電池的安全性。

　　不易燃的固態(tài)鈉電池(solid sodium battery)

　　日內(nèi)瓦大學(xué)理學(xué)院(UNIGE’s Faculty of Sciences)物理化學(xué)專業(yè)的Hans Hagemann教授解釋道：“但目前還務(wù)必要找到一款適合的固態(tài)離子導(dǎo)體，且確保該材質(zhì)無毒、化學(xué)及熱能性質(zhì)穩(wěn)定，使鈉離子能夠自由地在電池的兩極之間移動。”

　　研究人員研發(fā)了一款硼基物質(zhì)——Na2(B12H12)0.5(B10H10)0.5，這是一種閉合型的硼，使鈉離子能夠自由流動。此外，由于該物質(zhì)是無機(jī)導(dǎo)體，避免了充電起火的風(fēng)險。換言之，該材料的特性頗具前景。

　　EMPA能量轉(zhuǎn)換材料實驗室(Materials for Energy Conversion Laboratory)研究員兼UNIGE理學(xué)院博士生Léo Duchêne表示：“難點(diǎn)在于要建立電池三大層級(固態(tài)鈉金屬構(gòu)成的陽極、亞鉻酸鈉(NaCrO2)構(gòu)成的陰極、閉合型硼構(gòu)成的電解質(zhì))間的緊密聯(lián) 系。”

　　研究人員將部分電解質(zhì)溶解于溶劑中，然后加入了亞鉻酸鈉(NaCrO2)粉末。當(dāng)溶劑蒸發(fā)后，將陰極、電解質(zhì)及陽極堆疊后，將各層壓緊后形成該款固態(tài)鈉電池。

　　兩家研究機(jī)構(gòu)的人員隨后對該款電池進(jìn)行了測試。EMPA研究人員兼該項目負(fù)責(zé)人Arndt Remhof表示：“團(tuán)隊所采用的電解質(zhì)的電化學(xué)性能穩(wěn)定，可耐受3V電壓，這是鑒于在同等電壓下，許多早前測試的固態(tài)電池會損壞。”該研究項目由瑞士國 家科學(xué)基金會(Swiss National Science Foundation，SNSF)及瑞士熱電儲能能源研究中心(Swiss Competence Centre for Energy Research on Heat and Electricity Storage，SCCER-HaE)。

　　研究人員補(bǔ)充道：“目前已進(jìn)行了250多次的電池充放電試驗，目前的電池容量為早前的85%，且電池功能正常。但如果要投放市場的話，還需要再進(jìn)行 1200次充放電試驗。此外，我們還需要在室溫下測試該款電池，從而確認(rèn)是否有樹突生成，并調(diào)高電壓進(jìn)行測試。目前，各項試驗均在進(jìn)行中。”(本文圖片選 自日內(nèi)瓦大學(xué)官網(wǎng)及greencarcongress.com）