科学家找到了锂电池的有效替代品

美国国立科技大学新闻处称，MISiS国立科技大学的科学家与来自俄罗斯和德国的同事共同开发出一种有效替代昂贵锂离子电池的方法。

据这项研究的作者称，他们已经找到了一种制造钠电池的方法，这种电池将比锂离子电池便宜得多，并且在未来具有更大的储能能力。研究结果发表在《纳米能源》杂志上。

锂离子电池随处可见：手机、笔记本电脑和其他电子产品，以及各种形式的运输和空间技术。同时，锂是一种昂贵的金属，据专家称，其储量相当有限。

目前还没有有效的替代电池。科学家们解释说，锂是一种碱金属，也是元素周期表中最轻的元素之一，这就是为什么很难找到替代锂的方法。

一个来自NUST MISiS、IBCP RAS和Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf（德国）的科学家团队，在Arkady krashenninkov教授的领导下，开发出了一种有前途的替代昂贵金属的方法。科学家们已经证明，如果碱金属的原子以某种方式放置，就有可能达到与锂相当的能量容量。

根据这项研究的作者们所说，放置原子的特殊方法是将它们层层堆叠。将高压金属原子转移到两个石墨烯片之间的空间是可能的。

“人们认为，在电池中，锂原子只能放在一层，但我们的德国同事最近进行的实验表明，在石墨烯层之间建立稳定的多层锂结构是可能的。”这项研究的作者之一伊利亚·切普卡索夫(Ilya Chepkasov)说：“我们有兴趣研究与其他碱金属一起形成这种“三明治”的可能性。他是NUST MISIS无机物纳米材料实验室(NUST MISIS实验室)的一名研究员。”

根据科学家们的说法，钠是锂最有希望的替代品，因为它在自然界中的含量要丰富得多。例如，普通盐中含有50%的这种元素。

根据研究人员开发的模型，通过在两层石墨烯之间放置一层两个原子厚的钠层，就有可能制造出一个容量略低于锂离子电池阳极容量的阳极：大约335mA*h/g，相应地372mA*h/g。

“计算表明，增加锂层的数量会导致稳定性的降低。在钠的情况下，有一个相反的趋势：结构的稳定性随着层数的增加而增加”，NUST-MISiS和IBCP-RAS无机纳米材料实验室的高级研究员Zakhar popopov解释道。

下一步，科学家团队想要创造和研究实验样本。科学家们相信，如果成功，他们可以考虑制造新一代电池。与锂离子电池容量相同甚至超过锂离子电池的容量，钠电池将便宜几倍。