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新型钠金属电池设计仅需 4 分钟即可充电，并可保持多年容量
中国研究人员表示，他们通过开发一种特殊的凝胶，克服了电池化学中最棘手的问题之一。
来源:LiveScience中国研究人员宣布了一种激进的钠金属电池 (SMB) 设计，只需四分钟即可充满电，并可保持其容量使用数年。
SMB 是一种超快充电、稳定的电池，科学家表示，有一天它可能成为当今锂离子 (Li-ion) 电池的廉价替代品，而锂离子 (Li-ion) 电池依赖于地理位置集中的金属，很容易着火。 SMB 还与钠离子 (Na-ion) 电池不同，因为它们使用金属钠阳极而不是石墨或硬碳阳极。
然而，SMB 在很大程度上仍停留在理论上，因为它们容易发生一种称为枝晶形成的降解。当钠离子穿过电极时，会以尖刺状的石笋状结构沉积到高度反应性的纯金属钠阳极上。随着时间的推移，这会在阴极和阳极之间形成桥梁，使电池短路。
枝晶形成在钠电池中尤其常见，因为钠是一种高活性金属。当电荷通过锂离子、钠离子或钠金属电池时，阳极总是与电解质反应形成称为 SEI 的氧化物层。它的厚度通常为 10 到 50 纳米，大约与小病毒一样宽，但通常是无害的。但对于钠，SEI 经常会破裂，形成吸引钠离子的凸块，钠离子堆积成枝晶。
现在，研究人员表示，他们通过使用一种坚韧的准固体凝胶电解质（称为 Sn-FB QSE）解决了这个问题，它可以增强电池的抗穿刺能力，并提供半固体内部结构，防止枝晶形成。他们在 5 月 21 日发表在 Nano-Micro Letters 杂志上的一项研究中概述了他们的发现。
科学家在研究中表示，当以稍慢的速度在 20 分钟内从 0 充到 100% 时，电池在 2000 次循环后仍保留 90% 的充电容量，这与锂离子电池的理论极限相符。这种较慢的速度降低了成本并提高了安全性。