德州大学和德州学院德州大学研发锰基钠离子电池 或将降低电动车电池成本

德州大学和德州学院德州大学研发锰基钠离子电池 或将降低电动车电池成本 电池对于电动汽车来说，永远是一条发展道路上的鸿沟，成本和续航，处理其一，电动汽车全部能走上康庄大道。据外媒报道，锂离子电池已成为市场中的主流电池产品，很多智能手机、电动车辆纷纷采取该类电池。然而，美国德克萨斯大学达拉斯分校（University of Texas, Dallas）和韩国首尔国立大学（Seoul National University）共同研发出一款全新电池，其采取锰基钠离子（manganese and sodium-ion-based material）材料。该材料或将降低电池成本，且生态环境保护性更佳，所制成的电池可供电动车使用。德州大学达拉斯分校下属的埃里克强森工程和计算机科学学院（Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science）材料科技和工程专业的Kyeongjae Cho教授表示，电池成本是个亟待处理的实质性问题。伴随制造商、用户对电动车需求的不停提升，锂电池产量很可能难认为继，无法满足不停增加的产品需求。据国际能源署（International Energy Agency）新近公布的汇报显示，截止至2021年，全球电动车数量或将达成900万-2021万辆；截止至2025年，全球电动车数量或将达成4000万辆至7000万辆，到时电动车的实际数量视相关国家政策而定。若采取钠材料，则有望降低电动车的电池成本，因为钠的价格相对较廉价，且储量富足，不过也一样存在部分弊端。Cho表示：“锂的价格较为昂贵，矿产资源有限，全球只有几处有锂矿。但钠就不存在矿产不足的问题，完全能够从海水中提取。遗憾的是，尽管钠离子电池的价格比锂离子电池廉价，但钠的能量密度要比锂低20%。”而电池的能量密度（或储能能力，energy storage capacity）则直接决定了电动车等设备的运行时间。电池通常由正极（阳极）及负极（阴极）和二者间的电解质组成。在标准型锂离子电池中，阳极由锂、钴（cobalt）、镍及氧气组成，而阴极则由石墨（碳的一个形式）组成。当电池充电时，锂离子从阳极向阴极移动，并附着于碳上。当电池放电时，锂离子重新回到阳极，为设备提供电能。Cho表示：“早在数年前，就有望向锂离子电池的阳极添加氧化锰材料，进而提升其电池的电量。遗憾的是，当初试验时，电池的状态表现得不太稳定。”依据Cho和她同事的设计，她们采取钠替代了阳极内占比最大的材料锂，并用锰替代价格更为昂贵、储量更为稀缺的钴和镍。Cho宣称：“我们研发设计的钠离子材料更为稳定，其电池容量可媲美锂离子电池，我们认为该类电池含有可扩展性。为此，我们期望业内能采取这类新材料，并逐步实现商业化量产。”基于对其它试验材料的物理特征及化学特征的深入研究，该研究团体采取了合理的原材料配比并攻克了上述技术难题。她们先采取了计算机模拟，进而测定了电池达成最好性能时各原子的配置，然后在试验室内进行了大量的材料测试直至研发成功。电动车电池