钠离子电池性能提升与成本优化的创新研究:迈向大规模储能新征程

【字体: 时间:2025年03月15日 来源:Joule 38.6

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  为解决钠离子电池(SIBs)性能及成本问题,研究人员开展相关研究,发现多种有效策略,助力其发展。

  钠离子电池(SIBs)有潜力成为锂离子电池在大规模储能领域中颇具前景且经济实惠的替代品,有望缓解关键资源受限的状况。然而,其对水分敏感以及阴极活性材料(CAMs)性能欠佳等难题,阻碍了自身的规模化应用。找到切实可行、易于制造的解决方案,是 SIBs 从实验室走向市场的关键所在。
本研究运用自然语言处理技术与工艺成本建模方法,对层状金属氧化物 CAMs 性能提升的可扩展策略进行评估。通过量化诸如牺牲盐添加、形貌控制和本体改性等干预措施的利弊,研究人员找出了在维持经济可行性的同时提高性能的途径。此外,研究还强调了标准化电池基准测试的必要性,这将加速 SIBs 的发展,并推动价格亲民的储能技术广泛应用。

亮点:

  • 牺牲盐可经济高效地提升钠离子电池性能。
  • 共沉淀法在成本和性能方面优于传统固相法。
  • 本体改性降低水分敏感性的成本低于使用干燥室。
  • 标准化测试能加速可扩展钠离子电池的创新。

总结:
钠离子电池(SIBs)的成功取决于能否以经济、可制造且可扩展的方式改善其性能。本研究探究了界面、形貌和本体干预措施,以增强用于 SIBs 的层状金属氧化物阴极活性材料(CAMs)的性能。研究人员梳理了文献中报道的 SIB CAMs 面临的各类挑战及其应对方法,随后估算了一系列具有代表性的应对方法的制造成本。考虑到材料成本低且工艺变化小,添加牺牲盐是一种经济有效的方法。相比之下,虽然有多种方法可用于调整 CAMs 的形貌,但由于工艺产量和通量的限制,其中一些方法在规模化应用时可能颇具挑战。最后,本体改性能够降低部分 CAMs 对水分的敏感性,这可能比在制造过程中强化严苛的气氛控制成本更低。研究人员还结合当前文献中电池研究报告的现状,探讨了工艺成本分析的局限性与前景。
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