安全性、コスト、性能をバランスさせた耐火性ナトリウム電池(Fire-Resistant Sodium Battery Balances Safety, Cost and Performance)

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2024-02-29 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

テキサス大学オースティン校の研究者が開発したナトリウム電池は、安価で豊富な材料を使用し、火災リスクを大幅に減少させる。ナトリウム電池は、Nature Energyに最近掲載された論文で発表された。この電池の秘密は、固体希釈剤にある。固体希釈剤は、電解液中での充放電サイクルを容易にし、単一の引火性のない溶媒を使って電池全体を安定化させる。ナトリウム電池はリチウムイオン電池の安全性と性能を維持しつつ、製造コストを下げることができる。

<関連情報>

安定したナトリウム金属電池のための塩による溶媒和構造の調整 Tuning the solvation structure with salts for stable sodium-metal batteries

Jiarui He,Amruth Bhargav,Laisuo Su,Julia Lamb,John Okasinski,Woochul Shin & Arumugam Manthiram
Nature Energy   Published:19 February 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41560-024-01469-y

安全性、コスト、性能をバランスさせた耐火性ナトリウム電池(Fire-Resistant Sodium Battery Balances Safety, Cost and Performance)

Abstract

Sodium-metal batteries are an appealing, sustainable, low-cost alternative to lithium metal batteries due to the high abundance and theoretical specific capacity (1,165 mA h g−1) of sodium. However, the poor compatibility of the electrolyte with the cathode and anode leads to unstable electrode–electrolyte interphases. Here we introduce the concept of using a salt as a diluent, which enables the use of a single non-flammable solvent, such as trimethyl phosphate. By using sodium nitrate (NaNO3) salt as a model diluent, we report a 1.1 M NaFSI–NaNO3–trimethyl phosphate electrolyte that forms a stable interface with sodium-metal anode. In addition, the formation of robust cathode–electrolyte interphases on Na(Ni0.3Fe0.4Mn0.3)O2 cathode facilitates smooth phase transitions, thus leading to stable cycle life with a capacity retention of 80% over 500 cycles at C/5 rate in Na||Na(Ni0.3Fe0.4Mn0.3)O2 cells. The work demonstrates a promising approach towards the development of safe, low-cost, sustainable high-performance sodium-metal batteries.

0402電気応用
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