據(jù)韓國科學(xué)技術(shù)院（KAIST）官網(wǎng)19日報道，該機(jī)構(gòu)科學(xué)家將電池中常用的陽極材料與適用于超級電容器的陰極材料集成在一起，開發(fā)出一種高能量、高功率鈉離子混合電池。該電池能在幾秒鐘內(nèi)完成充電，有望替代鋰離子電池，應(yīng)用于電動汽車、智能電子設(shè)備和航空航天技術(shù)等領(lǐng)域。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《儲能材料》雜志。

鈉離子混合儲能陽極和陰極材料合成過程示意圖及儲能機(jī)制。

圖片來源：KAIST官網(wǎng)

在自然界，鈉的儲量是鋰的500多倍，鈉離子電池技術(shù)近年來備受關(guān)注。但現(xiàn)有鈉離子電池有很多缺點(diǎn)，包括功率輸出較低、存儲特性受限、充電時間較長等。在最新研究中，KAIST材料科學(xué)與工程系研究人員開發(fā)出了這款能快速充電的鈉離子混合電池。

這款鈉離子混合儲能系統(tǒng)集成了通常的電池陽極材料和適用于超級電容器的陰極。但通常電池陽極儲能慢；而超級電容器陰極材料則電容量相對較低。為提升新電池儲能速度并增加其容量，研究團(tuán)隊(duì)利用兩種不同的金屬有機(jī)框架對其進(jìn)行了優(yōu)化合成。

通過在金屬有機(jī)框架的多孔碳中納入精細(xì)活性材料，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了動力學(xué)性能更優(yōu)異的陽極材料，也合成出高容量陰極材料，還將陰極和陽極之間能量存儲速率的差異最小化，得到了這款具有高存儲容量及快速充放電速率的混合鈉離子儲能裝置，有望成為鋰離子電池的可行替代品。

新電池可在幾秒內(nèi)快速充電，能量密度達(dá)247瓦時/千克，功率密度達(dá)34748瓦/千克，且歷經(jīng)5000次充放電循環(huán)后，庫侖效率仍接近100%。該電池可廣泛應(yīng)用于移動電子設(shè)備、電動汽車、大規(guī)模電網(wǎng)系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域。