今天的大部分電池都是由南美山區(qū)開采的稀有鋰電池組成。如果世界耗盡這一來源，那么電池生產(chǎn)可能會(huì)停滯不前。

鈉是一種非常便宜且土地豐富的替代品，使用鋰離子電池，如果暴露在水中，也會(huì)變成紫色和燃燒-甚至只是空氣中的水。

全球努力使鈉離子電池與鋰離子電池一樣功能性早已控制鈉的爆炸傾向，但尚未解決如何防止鈉離子在電池充電和放電的前幾次“迷失”。現(xiàn)在，普渡大學(xué)的研究人員制作了一種鈉粉版本，可以解決這個(gè)問題并正確收費(fèi)。

“在電極加工過程中添加制造的鈉粉只需要對(duì)電池生產(chǎn)過程稍作修改，”Purdue化學(xué)工程副教授VilasPol說。“這是將鈉離子電池技術(shù)推向行業(yè)的一種潛在方式。”

該研究于2018年6月在線發(fā)布，于2018年8月31日在電源雜志上發(fā)布。

這項(xiàng)工作與普渡大學(xué)的飛躍慶祝活動(dòng)保持一致，承認(rèn)該大學(xué)在健康，太空，人工智能和可持續(xù)發(fā)展方面的全球進(jìn)步是普渡大學(xué)成立150周年的一部分。這是為期一年的慶祝活動(dòng)創(chuàng)意節(jié)的四個(gè)主題，旨在展示普渡大學(xué)作為解決現(xiàn)實(shí)問題的知識(shí)中心。

盡管鈉離子電池在物理上比鋰離子電池重，但研究人員一直在研究鈉離子電池，因?yàn)樗鼈兛梢砸暂^低的成本為大型太陽能和風(fēng)能設(shè)施儲(chǔ)存能量。

問題在于鈉離子在初始充電循環(huán)期間粘附到電池的硬碳端，稱為陽極，而不是傳播到陰極端。離子積聚成稱為“固體電解質(zhì)界面”的結(jié)構(gòu)。

“通常，固體電解質(zhì)界面是良好的，因?yàn)樗梢员Ｗo(hù)碳顆粒免受電池的酸性電解質(zhì)的影響，而電力是在這里進(jìn)行的，”Pol說。“但是過多的界面消耗了我們?yōu)殡姵爻潆娝璧拟c離子。”

普渡大學(xué)的研究人員建議使用鈉作為粉末，為固體電解質(zhì)界面提供所需量的鈉以保護(hù)碳，但不會(huì)以消耗鈉離子的方式積聚。

他們通過在充滿氬氣的手套箱中制作鈉粉，使鈉暴露在水分中，從而使其燃燒。為了制作粉末，他們使用超聲波-用于監(jiān)測(cè)胎兒發(fā)育的相同工具-將鈉塊融化成乳白色紫色液體。然后將液體冷卻成粉末，并將其懸浮在己烷溶液中以均勻地分散粉末顆粒。

在制造過程中，只需將幾滴鈉懸浮液置于陽極或陰極電極上即可使鈉離子電池充電和放電更穩(wěn)定，容量更高-這是功能電池的最低要求。