開啟鈉離子電池未來之新型石墨烯,容量可望提升10倍

 

刊登日期:2021/11/11
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以瑞典查爾姆斯理工大學(Chalmers University of Technology)為中心組成的研究團隊發表了一項鈉電池用高性能電極材料的製作新概念,係以新型構造的石墨儲存世界最普遍存在且可低價取得之鈉離子。

相較於鋰離子電池,鈉離子電池具有成本優勢,但就目前的性能而言,鈉離子電池在能量密度與迴圈壽命上不如鋰電池,主要可歸因於鈉離子半徑較大,因此無法像鋰離子那樣在「石墨層」間自由遷移。有鑑於此,研究團隊提出了在石墨層一端加入分子隔片(Spacer)的新手法,並將此狀態的石墨層予以疊層厚,分子在石墨片之間製作出大空間,並獲得相互作用點(Interaction Point),藉此即可大幅增加容量。

一般標準石墨中的鈉嵌入(Intercalation)容量約為35 mAh/g,此數值不到鋰離子嵌入容量的10分之1。而使用新型石墨的話,鈉離子的比容量為332 mAh/g,接近鋰離子嵌入容量值。此外,已確認新型石墨具備完全可逆性和高循環穩定性。新型石墨在相對面上具有不對稱的化學官能基化(Chemical Functionalization),因此以古羅馬象徵新開始的雙面神Janus命名,故稱之為「雅努斯石墨烯(Janus Graphene)」,並期許新型石墨能為高容量鈉離子電池打開未來大門。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/211013_janus-graphene.html
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