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有鑒于鋰的高成本及稀缺性，科學(xué)界一直在加緊尋找可與之相媲美的替代元素。鈉元素全球儲量豐富且成本低廉，因此成為了當(dāng)前主流鋰離子的替代“候選人”之一。
不過，盡管鈉離子電池在原材料成本和安全性方面具有優(yōu)勢，但若要取代無處不在的鋰電，仍還有改進(jìn)的空間。在最新的一項研究中，日本科學(xué)家們就希望能夠開發(fā)出一種比鋰電池制造成本更低，電池儲能量和釋放效率更高的鈉離子電池。
為此，日本東北大學(xué)的研究人員想通過增加單個電池電芯中電池活性材料的負(fù)載量，來實現(xiàn)高性能、低成本電池。這將減少用于將多個電芯結(jié)合在一起的非活性物質(zhì)。然而，這就需要制造更厚的電極，會限制電池內(nèi)離子的移動，從而限制電荷的移動。
通過不懈的努力，研究人員終于解決了上述障礙。該團(tuán)隊開發(fā)了一種方法，以制備微架構(gòu)、高性能負(fù)極。他們利用3D立體光刻術(shù)來打印由樹脂制成的微晶格結(jié)構(gòu)。然后通過一種稱為“熱解”的過程，使這種微晶格碳化并縮小。
據(jù)稱，由此產(chǎn)生的硬碳電極可以快速傳輸能產(chǎn)生能量的離子。此外，隨著研究團(tuán)隊將晶格結(jié)構(gòu)細(xì)化，其性能也有所提高。這項研究成果已于近期發(fā)表在了《微小》(Small)雜志上。
日本東北大學(xué)材料科學(xué)家Akira Kudo表示，“隨著3D打印機的分辨率不斷提高，鈉離子電池的性能最終可能超過鋰離子電池。”
下一步，該團(tuán)隊將致力于使用相同的方法來制造正極，并最終利用這些精心設(shè)計的電極，制造高性能、高性價比的鈉離子電池。
（文章來源：財聯(lián)社）
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