據(jù)報道，日本東京科學大學的科學家日前宣布，推出一種可以顯著提高鈉離子電池容量的硬碳電極。這一發(fā)現(xiàn)可以使鈉離子電池能夠在能量密度上更好地與鋰離子電池進行競爭。

鈉離子電池是一種很有前途的儲能技術，但目前在固定儲能領域的商業(yè)化應用中比較有限。鈉離子電池技術引起了研究人員的廣泛關注，將成為鋰離子電池的一種替代品，這是因為鈉離子電池采用的電池材料更便宜、更豐富。

鈉離子電池的能量密低于鋰離子電池。這意味著難以應用在電動汽車或消費電子產品等應用，因為在這些應用領域中，鈉離子電池更大的尺寸和更大的重量是主要問題。但是，東京科學大學（TOS）科學家的一項新發(fā)現(xiàn)可能會改變這一局面。

該大學的一個小組研究采用碳電極材料以提高鈉離子電池的容量，并開發(fā)了一種生產多孔硬碳陽極的技術。該技術在東京科學大學發(fā)表在《應用化學—國際版》的“用于鈉離子電池的新型硬碳陽極材料將解決鋰離子電池難題”論文中進行了描述。

這一工藝的關鍵是使用氧化鎂（MgO）作為孔隙大小和結構的“模板”。采用氧化鎂顆粒形成碳基體，并在600℃下進行預處理，然后在1500℃下進行酸浸和碳化。經過一系列優(yōu)化氧化鎂模板并計算理想制造條件的實驗之后，該小組制造出硬碳電極，使鈉離子電池的能量密度達到478mAh/g，放電效率達到88％。

東京科學大學教授ShinichiKomaba指出，以前采用這種材料的能量密度最高為438mAh/g，但這是通過在更高溫度下進行處理而實現(xiàn)的。這個研究小組進行的計算表明，使用這種陽極的鈉離子電池的電壓比現(xiàn)在的標準鋰離子電池略低，但仍能使其能量密度增加約19%。

Komaba說，“我們的研究證明，可以開發(fā)和生產更高能量密度的鈉離子電池，從而改變人們普遍認為鋰離子電池具有更高的能量密度的想法。我們開發(fā)的具有極高容量的硬質碳極為新型鈉離子電池材料的設計開辟了新的途徑。”

這項研究工作將會促使研究人員重新考慮鈉離子電池的可行性。下一步研究將評估其方法的實用性，以及這些材料是否可以在多個充放電周期中保持穩(wěn)定性，并達到至少可與當今的鋰離子電池技術相當?shù)氖褂脡勖?/p>