韓國研發出快速充電的高能量、高功率混合鈉離子電池

科研瞭望訊，鈉元素（Na）含量遠超鋰元素（Li）的500倍，尤其是在鈉離子電池技術方面備受矚目。然而當前鈉離子電池仍面臨諸多挑戰如功率偏低、儲能有限及充電耗時過長，制約其進一步發展。

近期，韓國高等科學技術研究所（KAIST），Kang Jeung Ku教授領銜的科研小組取得關鍵性突破，成功研制出一款具有高速充電能力的高能量、高功率混合鈉離子電池，僅需數秒即可完成充電過程。

此項研究成果已刊登在國際知名學術期刊《能量儲存材料》上。該新型混合能量存儲系統巧妙地將傳統電池負極材料與超級電容器正極材料相結合，使得電池兼具大容量存儲與快速充放電功能，有望成為鋰離子電池的理想替代方案。

然而，要實現高能量密度與高功率密度的完美融合，尚需解決負極材料充電速度緩慢及正極材料容量相對較小的難題。

為此，Kang教授團隊創新性地采用兩種不同金屬有機框架，優化合成混合電池。通過將活性材料嵌入金屬有機框架衍生的多孔碳中，顯著提升了反應動力學。

此外，他們還成功合成了高容量正極材料，實現了正負極材料的平衡搭配，有效縮小了能量存儲速率的差距，構建出高效的鈉離子存儲體系。

基于新開發的正負極材料制成的全電池表現出色，能量密度甚至超過商業化鋰離子電池，且具備超級電容器的功率密度特性。這款電池特別適用于對充電速度要求極高的領域，如電動汽車、智能電子設備及航空航天技術等。

Kang教授指出，這款具備高速充電、能量密度高達247 Wh/kg、功率密度達34748 W / kg的混合鈉離子能量存儲裝置，標志著能量存儲系統的重大突破，預期將在各類電子設備，尤其是電動汽車領域得到廣泛應用。