德克萨斯大学奥斯汀分校的工程师们创造的钠硫电池，解决了阻碍该技术在商业上可行的最大障碍之一。这些电池可为几乎从智能手机到电动汽车的所有设备提供动力。

钠和硫作为未来电池生产的有竞争力的材料脱颖而出，因为它们比锂和钴等材料更便宜、更广泛，且后者也有环境污染等问题。正因为如此，研究人员在过去20年里一直致力于使室温下的钠基电池变得可行。

德克萨斯材料研究所主任和沃克机械工程系教授Arumugam Manthiram说：“我称它为梦想技术，因为钠和硫储量丰富，对环境无害的，且成本非常低。随着电气化的扩大和未来对可再生能源存储需求的增加，成本和可负担性将是唯一的主导因素。”

在奥斯汀大学最近的两项钠电池进展中，研究人员调整了电解质的构成。电解质是促进离子在阴极和阳极之间来回移动以刺激电池充电和放电的液体。他们解决了钠电池中常见的问题，即在阳极上生长出的针状结构，这种结构可能导致电池迅速退化、短路甚至起火或爆炸。

在以前的钠硫电池的电解液中，由硫形成的中间化合物会溶解在液体电解液中，并在电池内的两个电极之间迁移。这种移动会导致材料的损失、元件的退化以针状结构的形成。

研究人员创造了一种电解质，防止硫磺溶解，从而解决了这个问题。这使得电池的生命周期增加，在300次充放电循环中显示出稳定的性能。新的电池电解质用了一种惰性的的溶剂稀释浓盐溶液。研究人员发现，这样的电解液可以防止电极上不必要的反应，从而延长了电池的寿命。

研究人员计划在他们的基础上，用更大的电池进行测试，看看它是否能适用于电动汽车和风能、太阳能等可再生资源的存储等技术。

该研究论文题为"Stable Dendrite-Free Sodium-Sulfur Batteries Enabled by a Localized High-Concentration Electrolyte"，已发表在《美国化学学会杂志》期刊上。主要作者为德克萨斯材料研究所的博士后研究员Jiarui He和Woochul Shin。

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参考资料：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c08851

标签： 硫电池 技术