新しいナトリウム･イオン電池の設計はその塩の価値がある
A New Sodium-Ion Battery Design Is Worth Its Salt
By Rehana Begg
https://powermortiontech.com 2022.07.21
新しいナトリウム･イオン電池技術は、ラボテストでの寿命の約束を示している
この研究は進行中であるが、エネルギー省の太平洋北西部国立研究所(PNNL)の科学者達は大規模な用途に有望なナトリウム･イオン電池を開発した。 新しい電池の液体コアを構成する成分が調整され、その結果、ラボテストの寿命が伸びたと、研究チームはプレス・リリースで報告した。
「ここでは、ナトリウム･イオン電池が長持ちし、環境に優しい電池技術になる可能性があることを原理的に示した。」とエネルギー貯蔵技術で23以上の特許発明を取得した電池技術のパイオニアであるPNNLの筆頭著者Jiguang (Jason) Zhangは述べている。
成分を微調整する
電池では、電解質はカソードとアノードの間の電化の流れを促進する化学媒体である。研究者達は、電解質は周囲温度を溶媒に溶解することによって形成されると説明した。得られた電荷イオンは、正極と負極の間を流れる。但し、エネルギーを流す電気機械反応は時間の経過と共に遅くなり、それによって再充電能力が妨げられる。ナトリウム･イオン電池は通常、この欠点によって制限され、同様のリチウム・イオン電池と比較して不利である。
ナトリウム溶液
研究チームは、溶液とそれを流れる潮の種類を交換した。ラボテストでは、永続的な結果が示されている。科学者のYan JinとPhung Leが率いるPNNLチームによると、新しい設計は4.2 Vで300サイクル後にセル容量の90％を保持でき、これは以前に報告されたほとんどのナトリウム･イオン電池よりも高い。
プレス・リリースは、ナトリウム･イオン電池の現在の電解質レシピにより、マイナス端(アノード)の保護フィルムが時間の経過と共に溶解する結果になると指摘した。今日のフィルムは電池寿命を維持しながらナトリウム･イオンを通過させることができるため、非常に重要である。研究者達は、新しい電解質がこの保護膜を安定化させることによって機能し、正極(負極)上に超薄型保護層を生成し、ユニット全体の安定性を高めることに注目した。
不燃性フォーマファクター
PNNLが開発した新しいナトリウム･イオン技術から、他のいくつかの機能強化が生まれた。電池は温度変動の影響を受けず、高電圧で動作できる「自然消火液」を使用している。研究者達は、薄膜の保護層が形成されると安定しており、長いサイクル寿命に寄与すると説明した。
「また、カソードでのガス蒸気の生成も測定した。」とPNNLの電池化学者であるPhung Leは述べている。「ガス生産はごくわずかであった。これは，高温で動作する可能性のあるナトリウム･イオン電池用の安定した電解質を開発するための新しい洞察を提供する。」
障害は何か？
ナトリウム･イオン技術は、エネルギー密度においてリチウムに遅れを取っているが、その利点がある。研究者達は、それが温度変化、安定性および長いサイクル寿命に対して不浸透性であるという事実を指摘する。これらは、特定の小型電気自動車の用途や、将来の配電網貯蔵にとっても価値があると彼等は言った。
しかし、PNNLが開発した新しいナトリウム･イオン設計は、まだホームフリーではない。研究者達はデザインを洗練する必要がある。電池が承認のスタンプを取得する前に、彼等はいくつかの野心を持っている。1つには、研究チームは有毒で高価な材料であるコバルト使用の必要性を減らすか、場合によっては排除する方法を見つけたいと考えている。
現在の進歩を考えると、彼等の目的は可能性の領域にある可能性が非常に高い。研究チームはNature Design誌に調査結果を発表した。
