來自韓國的一支研究團隊近日展示了新型常溫且高能量密度的鈉離子可充電電池，采用了基于二氧化硫的無機熔融復(fù)合物陰極電解質(zhì)，可以同時充當(dāng)鈉離子導(dǎo)電解質(zhì)和陰極材料。
根據(jù)陰極電解液和碳電極的質(zhì)量總和，新款鈉離子電池組的放電容量為153毫安時/克，工作電壓為3伏特；電池組在大電流條件下充放電性能優(yōu)良，充放電循環(huán)表現(xiàn)也非常出眾，能夠超過300次。特別值得注意的是，新型無機液體電解質(zhì)具有耐燃性和自主重構(gòu)特點，有助于加速鈉離子可充電電池組的商業(yè)化進程。
研究人員構(gòu)建了包含2032個鈉-二氧化硫扣式單元的電池組，使用鈉材料金屬陽極和多空碳陰極，液態(tài)電解質(zhì)材料為氯化鋁鈉和二氧化硫復(fù)合溶液?；诜烹娝俾?.1庫侖的碳陰極，電池單元的放電容量大約為1800毫安時/克（或者4.1毫安時/平方厘米），該數(shù)值和常規(guī)商用鋰離子電池組（3-5毫安時/平方厘米）基本相當(dāng)，比之前報道的鋰氧電池和鈉氧電池組性能要優(yōu)越很多。即便是在放電速率5庫侖的高電流密度狀況下，鈉-二氧化硫電池組的放電容量也能夠達到897毫安時/克。
不過充放電之間的能量效率只有80%左右，這點還需要得到進一步改善。鈉-二氧化硫電池組在多次充放電循環(huán)之后，儲電容量衰減率相對較低；每次放電過程能量耗盡，而且高庫侖速率的大電流充放電條件下，100次循環(huán)之后儲電容量達到新電池組的75%。
電池單元化學(xué)過程是二氧化硫和四氯合鋁酸鈉之間的高度可逆氧化還原反應(yīng)，氯化鋁鈉和二氧化硫構(gòu)成的復(fù)合無機電解液確保了鈉-二氧化硫電池組的可靠性，從而在一個較長的使用周期內(nèi)安全性也得到保障。
