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韓國研發新型鈉離子電池陽極 製造成本可望降40%

鋰離子電池為當今儲能技術主流, 已廣泛用於各類3C產品與電動車, 但鋰金屬含量僅占地殼的0.06%, 且近年需求量大增, 導致原物料價格上漲, 再加上安全性質為人詬病, 因此除了改善電池性能與降低成本, 也有團隊尋求鋰基之外的電池。

其中鈉離子電池(SIB)為後起之秀, 由於鈉與鋰金屬同為鹼金屬, 物理化學性值相近, 鋰離子電池技術與材料部分可用於鈉電池, 但鈉離子電池存有容量與陽極迴圈穩定性問題,

尚有巨大成長空間。 而近日韓國科學技術院(KAIST)成功研發硫化銅(copper sulfide)陽極鈉離子電池, 可望進一步降低整體電池生產成本與提升容量, 並讓鈉離子電池朝商業化邁進。

KAIST材料科學與工程院的Jong Min Yuk和Jeong Yong Lee共同開發一種適用於鈉離子電池的陽極材料, 且在研究測試中, 硫化銅陽極迴圈性比舊有材料高出1.5倍, 製造成本預計更可降低40%。

該研究團隊一直以來皆致力於尋求高電導和高理論容量的陽極材料, 並選出硫化銅納米板(nanoplates), 團隊認為該化合物容易與鈉生成合金(alloy), 因此可望提升電池容量與拉長迴圈性。

研究分析也指出, 透過晶體學(crystallographic)調整硫化銅之後, 可為鈉置入反應(insertion)留出空間(room), 測驗結果則顯示, 與石墨中的鋰離子相比, 硫化銅的鈉金屬離子置入能力高約1.5倍,

還可在250次充放電迴圈後保持初始容量90%。

且鈉離子電池還有一最大好處, 即是地殼含量多達2.6%, 蘊含量排行第六多, 發展鈉離子電池有助於降低整體電池成本, 尤其對3C產品來說, 電池成本就占整體30%。

Yuk指出, 近年來韓國出現空氣品質問題, 人們對於再生能源相關產品表現出極大興趣, 因此可借由該研究讓韓國在能源產品取得先機。

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