防火钠电池平衡安全性成本和性能

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发的钠电池显着降低了该技术的风险，同时还依赖廉价、丰富的材料作为其构建模块。

尽管电池很少见，但电池使用量的增加意味着此类事件正在增加。

最近发表在《自然能源》杂志上的这项钠电池突破的秘密成分是固体稀释剂。研究人员在电解质中使用了盐基固体稀释剂，以促进充放电循环。一种特定类型的盐——硝酸钠——使研究人员能够在电解质中仅使用一种不可燃的溶剂，从而稳定整个电池。

随着时间的推移，电解质(在电池两个电极之间传输带电离子的成分)中的多种液体溶剂会与其他成分发生反应，从而降低电池性能并导致安全风险。钠是锂的替代品，是这种电池的关键成分之一，具有高反应性，对此类电池的采用构成了重大挑战。这些反应会导致称为树突的针状细丝的生长，从而导致电池短路，甚至着火或爆炸。

“电池着火是因为电解质中的液体溶剂与电池的其他部分不兼容，”科克雷尔工程学院沃克机械工程系教授、该项目的首席研究员阿鲁穆加姆·曼蒂拉姆(ArumugamManthiram)说。“我们已经降低了风险，从而创造出更安全、更稳定的电池。”

除了安全性的提高之外，这种新型钠基电池是为智能手机、笔记本电脑、电动汽车等提供动力的锂离子电池的更便宜的替代品。

该电池还拥有强劲的性能。电池一次充电的持续时间往往会随着时间的推移而下降。新型钠电池在500次循环后仍保留80%的容量，符合智能手机中锂离子电池的标准。

曼蒂拉姆说：“我们在这里展示了一种安全且生产成本低廉的钠电池，而且不会损失性能。”“开发锂离子电池的替代品至关重要，这些替代品不仅要与锂离子电池相当，而且还要更好。”

尽管研究人员将这种技术应用于钠电池，但他们表示，它也可以转化为锂离子电池，尽管材料不同。

锂开采成本高昂，并因其对环境的影响而受到批评，包括大量使用地下水、土壤和水污染以及碳排放。相比之下，钠可以从海洋中获取，更便宜，也更环保。

锂离子电池通常也使用钴，钴价格昂贵，主要在非洲刚果民主共和国开采，对人类健康和环境产生重大影响。2020年，Manthiram展示了一种新型无钴锂离子电池。

该电池也不含钴和锂。其他成分由40%铁、30%锰和30%镍制成。

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