科學家發現：鈉電池容量下降的原因在于意外存在的氫

(來源:UCSB官網)在我們的日常生活中，我們的手機、筆記本電腦、混合動力汽車、電動汽車都離不開電池，電池為我們提供動力。目前，市場上最常用的鋰離子電池，然而，劑量的增加可能會導致鋰的短缺，增加生產成本。鈉離子電池作為一種潛在的替代品，越來越受到人們的關注。這種電池性能良好，金屬鈉價格低廉，儲量豐富。但是鈉離子電池的使用壽命比鋰離子電池短。據國外媒體報道，加州大學圣巴巴拉分校的計算材料科學家克里斯·范·德·沃勒(Chris Van de Walle)等人發現，鈉電池容量下降的原因是電池中意想不到的氫導致電池電極退化。“在陰極材料的制造過程中，通常會產生氫氣，它也可以從周圍的環境或電解液中吸收，”研究人員說。“眾所周知，氫會強烈影響電子材料的性能，二氧化錳鈉(NaMnO2)是鈉離子電池中常見的正極材料。我們很好奇氫氣對NaMnO2的影響。”為了研究這個問題，研究人員利用計算技術來預測雜質對材料結構的影響和化學效應。堪薩斯大學的Peelaers教授說，關鍵的發現是:“我們很快意識到，氫可以很容易地穿透材料，從連接材料的氧化錳骨架中釋放出錳原子。而且錳的去除是不可逆的，會降低電池容量，最終導致電池退化。”這些研究是由加州大學圣巴巴拉分校Van De Walle的計算材料小組進行的。范德華勒說:“早期的研究表明，錳的流失可能發生在電解質的界面，或者與相變有關，但真正的觸發因素尚未確定。新的研究結果表明，只要有氫，材料中的任何地方都可能發生錳流失。氫由于體積小，反應性強，是材料中常見的污染物。現在，它的有害影響已經被標記出來，我們可以采取措施防止氫在電池制造和封裝過程中滲透，從而提高電池性能。事實上，研究人員懷疑，即使是普通的鋰離子電池也可能會受到意想不到的氫的不利影響。鋰離子電池的問題少是因為制備方法成熟，還是鋰電池的抗氫能力更強，目前還不清楚，這將是未來的一個研究領域。

(來源:UCSB官網)在我們的日常生活中，我們的手機、筆記本電腦、混合動力汽車、電動汽車都離不開電池，電池為我們提供動力。目前，市場上最常用的鋰離子電池，然而，劑量的增加可能會導致鋰的短缺，增加生產成本。鈉離子電池作為一種潛在的替代品，越來越受到人們的關注。這種電池性能良好，金屬鈉價格低廉，儲量豐富。但是鈉離子電池的使用壽命比鋰離子電池短。據國外媒體報道，加州大學圣巴巴拉分校的計算材料科學家克里斯·范·德·沃勒(Chris Van de Walle)等人發現，鈉電池容量下降的原因是電池中意想不到的氫導致電池電極退化。“在陰極材料的制造過程中，通常會產生氫氣，它也可以從周圍的環境或電解液中吸收，”研究人員說。“眾所周知，氫會強烈影響電子材料的性能，二氧化錳鈉(NaMnO2)是鈉離子電池中常見的正極材料。我們很好奇氫氣對NaMnO2的影響。”為了研究這個問題，研究人員利用計算技術來預測雜質對材料結構的影響和化學效應。堪薩斯大學的Peelaers教授說，關鍵的發現是:“我們很快意識到，氫可以很容易地穿透材料，從連接材料的氧化錳骨架中釋放出錳原子。此外……錳的去除是不可逆的，會降低電池容量，最終導致電池劣化。這些研究是由加州大學圣巴巴拉分校范德瓦爾的計算材料小組進行的。范德華勒說:“早期的研究表明，錳的流失可能發生在電解質的界面，或者與相變有關，但真正的觸發因素尚未確定。新的研究結果表明，只要有氫，材料中的任何地方都可能發生錳流失。氫由于體積小，反應性強，是材料中常見的污染物。現在，它的有害影響已經被標記出來，我們可以采取措施防止氫在電池制造和封裝過程中滲透，從而提高電池性能。事實上，研究人員懷疑，即使是普通的鋰離子電池也可能會受到意想不到的氫的不利影響。鋰離子電池的問題少是因為制備方法成熟，還是鋰電池的抗氫能力更強，目前還不清楚，這將是未來的一個研究領域。

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