賓夕法尼亞州立大學(xué)和西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)的研究人員說(shuō)，一種新發(fā)現(xiàn)的鈉基材料結(jié)構(gòu)使該材料可用作固態(tài)電池中的電解質(zhì)。團(tuán)隊(duì)正在使用一種迭代設(shè)計(jì)方法對(duì)材料進(jìn)行微調(diào)，他們希望這將節(jié)省從研究到日常使用的時(shí)間。

電解質(zhì)是電池的三個(gè)主要部分之一，負(fù)責(zé)傳遞固態(tài)電池中的帶電離子。一旦電池的其他兩個(gè)部分(陽(yáng)極和陰極)連接到電路中，就會(huì)產(chǎn)生電流。

智能手機(jī)，計(jì)算機(jī)和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品中的大多數(shù)可充電電池都使用液態(tài)的鋰基電解液。

賓夕法尼亞州立大學(xué)機(jī)械工程副教授王東海說(shuō)：“液體電解質(zhì)由于易燃而存在安全問(wèn)題。“這一直是我們尋找用于固態(tài)電池的優(yōu)質(zhì)材料的動(dòng)力。”

該團(tuán)隊(duì)的新材料由鈉，磷，錫和硫組成，具有四方晶體形狀。它具有缺陷或某些鈉，錫和硫原子所處的空間，這些缺陷使它可以轉(zhuǎn)移離子。

因?yàn)殁c比鋰豐富得多，所以鈉離子電池的生產(chǎn)可能比鋰離子電池便宜得多。該材料也將更安全地使用。

賓州州立大學(xué)機(jī)械與核工程專業(yè)的博士后研究員于兆新說(shuō)：“我們的材料具有寬廣的電壓范圍以及很高的熱穩(wěn)定性。” “當(dāng)您將液態(tài)電解質(zhì)加熱到最高攝氏150度(華氏302度)時(shí)，它們會(huì)著火或釋放大量熱量，可能損壞其他電池或電子組件。我們的材料在攝氏400度(華氏752度)下表現(xiàn)良好。”

該團(tuán)隊(duì)在《納米能源》上報(bào)道說(shuō)，他們的材料在室溫下的離子電導(dǎo)率約為當(dāng)今電池中使用的液體電解質(zhì)的十分之一。他們說(shuō)，重要的發(fā)現(xiàn)是晶體結(jié)構(gòu)中缺陷的特定結(jié)構(gòu)。