得克萨斯大学奥斯汀分校开发新型钠金属负极材料 高度稳定/能量容量更高

据外媒报道，得克萨斯大学奥斯汀分校（UT Austin）研究人员开发了一种新型钠基电池材料。这种材料高度稳定，能够像传统锂离子电池一样快速充电，并有望提供比当前电池技术更多的能量。

（图片来源：得克萨斯大学奥斯汀分校）

近些年来，研究人员一直致力于开发钠电池，用成本更低、更环保的钠，替代当前锂离子电池中使用的锂和钴。然而，早期钠电池的负极组件上有可能生长枝晶，从而导致电池短路，甚至着火或爆炸。得克萨斯大学奥斯汀分校最近取得两项钠电池进展。作为其中之一，这种新材料解决了枝晶问题，并且充电速度与锂离子电池一样快。

这种新型负极材料名为碲化锑钠金属间化合物－钠金属复合物 (NST-Na) ，通过将钠金属薄片滚到碲化锑粉末上，将其折叠并重复多次而制成。研究人员Mitlin表示：“想象一下制作分层糕点，如希腊酥皮馅饼。”通过这一过程，钠原子的分布非常均匀。与现有钠金属负极相比，不太可能形成枝晶或表面腐蚀。这使电池更加稳定，并且能更快地充电，其充电速率可与锂离子电池相媲美，而且比现有钠离子电池的能量容量更高。

研究人员表示，如果钠电池中携带电荷的钠原子彼此之间的结合，比其与负极的结合更加牢固，往往会引起不稳定性，或形成钠团，从而吸引更多的钠原子，最终导致形成枝晶。通过计算机模拟，可以看到单个钠原子与新复合材料 NST-Na相互作用时会发生什么。计算结果表明，这种复合材料结合钠的能力，比钠与其自身的结合更强一些。这是一种理想的情况，使钠原子下降并均匀分布在表面，防止引起不稳定性。

关于这种新型钠金属负极材料的制造、结构和功能，该校研究人员已申请了相关专利。