不要想象,你那电动车,不要想象能够在5分钟内充满电,储能柜子永远不用担心高温爆炸,这不是梦,而是牛津大学和东京理科大学在12月17日左右共同开展的电池革命
东京的团队确认钠离子,电池所用硬碳电极,充电速度原本比锂离子还要快,牛津那边还研发出有机盐电解质,固化后离子导电像液体一样顺滑,这两大突破直接击中锂电池的痛点。
这些协同效应,将会重塑万亿美元级别的能源市场,锂依赖带来的地缘风险,全都不存在,钠储量丰富、安全又经济,正在迎来属于它的黄金时期

钠离子快充的硬核秘密
传统看法一直觉得,钠离子电池充电速度慢得像乌龟爬行,原因在于钠离子个头大、扩散速度慢,可东京理科大学小马班团队凭借稀释电极法揭开了这一现象背后的真相
他们把硬碳,(HC)颗粒混入惰性氧化铝里面,来保证每个颗粒的离子供应,不会被堵住,那样的结果特别明显,钠嵌入HC里的速率和锂,嵌入石墨里的速率差不多,而且钠自身嵌入同一个HC比锂嵌入还要快
经循环伏安,、阻抗谱以及计时电流法检测能够知道,钠的表观扩散系数通常要比锂高,虽然孔隙填充机制导致了瓶颈情况,但是钠形成伪金属簇的能量更低,仅仅是锂所需能量的一部分。
东京理科大12月15号的论文,当中确实存在数据,小马班的教授直接表明,(SIB用HC负极充电速度能比LIB还快)此并非那些头条类媒体胡乱炒作的事情
硬碳就像多孔的海绵,钠离子好像灵活的游鱼,能够轻松钻进纳米孔里面,锂则比较笨重,卡在门槛那里,这个比喻说出了实质,SIB本身就是高功率的优秀者,特别适合给电动汽车做快充

固态电解质的液固自由
锂电池安全的噩梦,是液态电解质轻易燃烧,牛津大学的巴克莱团队突破,了电化学的固有规则,固化的时候不会令离子停止移动
他们设计环丙烯阳离子盐,有机电解质从各向同性液→液晶→晶体固,导电率无缝衔接,无陡降。
秘密武器乃是,弱离子对+扩散阴离子,阳离子盘状核心呈均匀分布的正电状态,侧链如同软毛刷一样,在固态之时仍保留着液态通道,离子好像在粉雪上滑雪,在固态的时候不会减速
麦戈尼格尔教授惊叹:“液、液晶、固三种态行为一致,可重复多种离子。”EurekAlert报道,12月17日Science在线首发。
轻质且柔软并且还能够再生的状态无关,电解质(SIE),比无机固态的要好,穿戴设备、传感器就应当优先选择它,在宽温区一点都不会降低标准

协同革命:钠固态电池纪元
单看东京快充,解决了SIB的技术瓶颈,牛津的SIE则在固态电池安全上取得突破,可若将二者结合,将迎来一次颠覆性的性能跃升
想象钠-HC负极+有机SIE正固态电池:充电10C率(6分钟满),能量密比肩LIB,零热失控。钠储量海水无限,成本锂1/5。
专家支持,Komaba着重指出孔隙填充的优化方向,McGonigal则推荐其在计算硬件中的实际应用,NatureEnergy预计,到2030年钠离子电池将占据20%的市场份额
在地缘政治动荡的大环境下,中国面临锂资源被垄断的高风险,有一个独特看法:锂时代快要走到尽头,钠基固态电池不是备选,而是未来的主流,转投钠系技术不但能躲开风险,还能推动绿色储能的发展,行业不要犹豫观望,要使劲投入原型验证,3年内实现量产是完全没问题的。
这对于EV而言就如同更换了心脏一般,续航,相当稳定、充电比较迅速、而且非常安全,储能柜变成了电网的中枢,能够平衡风光发电的峰谷情况

一场电池设计思维的变革正在来临,不是去堆积稀土,而是去激发普通元素的潜力,钠仿佛一个沉睡的巨人,东京和牛津把它唤醒,随着可持续发展的潮流到来。
你呢?看好钠固态取代锂吗?EV从业者,预算几何下会换?评论区battle起来,共同解码能源未来!
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