驾车主义
04.11.2026 11:15
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采用石墨烯保护的钠电池有望实现更快的充电速度和高达10000次的循环寿命。
图片：长安
钠离子电池正日益成为锂离子电池的理想替代品，因为它们采用更经济实惠且易于获取的原材料，安全性更高，即使在低温下也能正常工作。然而，制造商目前不得不在两种选择中做出抉择：要么实现超快充电，要么确保电池寿命。快速充电会破坏纳米片的结构，从而缩短其寿命，使其低于成熟的磷酸铁锂（LFP）技术。
中国的一个研究团队可能找到了克服这种权衡取舍的方法。他们开发了一种由二氧化钛纳米片制成的阳极，这些纳米片尺寸约为10纳米，形成空心双层球体。关键创新在于，在每个纳米片外包裹了一层仅0.4纳米厚的石墨烯涂层。简单地将石墨烯与其他材料混合并不能达到同样的效果，而直接使用保护层则提高了导电性。
测试结果非常令人鼓舞。在10C的快速充电倍率下（理论上充电时间约为6分钟），即使经过10000次循环，阳极仍能保持131 mAh/g的容量。在100C的充电倍率下（充电时间约为36秒），其容量达到121 mAh/g。相比之下，未保护的纳米片在约400次循环后即发生坍塌。快速充电过程中，较大的钠离子会对阳极表面施加较大的压力，而石墨烯保护层则能有效防止裂纹的产生以及与电解液的过度反应。
当然，所有这些测量都是在实验室条件下进行的。此外，该阳极的平均工作电压高于传统的硬碳阳极，这可能会降低整个电池的能量密度。当然，这项新技术在应用于量产电动汽车之前，还需要在更大尺寸的商用电池单体和电池组中进行验证。
