《【Science and Technology of Advanced Materials】钾离子电池可能比钠离子电池提供更高的能量密度》

  • 来源专题:新能源汽车
  • 编译者: 王晓丽
  • 发布时间:2025-07-08

  • 研究机构:韩国东国大学(Dongguk University)

    研究人员:Eunho Lim教授团队

    研究内容与成果

    研究背景:

    锂离子电池因锂资源稀缺面临供应压力,亟需开发基于丰度更高元素(如钾、钠)的替代技术。

    核心发现:钾离子电池能量密度可能优于钠离子电池,更适合可再生能源的大规模储能。钾资源丰富且成本低,但需开发适配钾离子特性的新型负极材料。

    技术挑战:系统分析了不同负极材料的电化学机制及性能-稳定性权衡。指出电极物理结构与电化学参数的相互作用是决定电池容量和寿命的关键。

    未来方向:设计低成本、高性能、安全的负极材料;通过先进表征技术研究电池材料的基础现象,优化电极架构。

    意义:该研究为钾离子电池商业化提供了理论路径,有望突破锂资源限制,推动绿色能源转型。

    原文链接:Jeseon Lee et al, Recent progress and challenges in potassium-ion battery anodes: towards high-performance electrodes, Science and Technology of Advanced Materials (2025). DOI: 10.1080/14686996.2025.2518746


  • 原文来源:https://techxplore.com/news/2025-07-potassium-ion-batteries-higher-energy.html
相关报告
  • 《【MIT】钠空电池:3倍锂电能量密度的突破》

    • 来源专题:新能源汽车
    • 编译者:王晓丽
    • 发布时间:2025-05-29
    • 研究机构:麻省理工学院(MIT) 研究人员:陶瓷学教授Chiang  研究内容: 开发了一种新型钠-空气燃料电池,采用H型电解槽设计,包含电极和离子导电陶瓷膜 使用液态金属钠作为燃料(来源广泛且廉价),空气作为氧源 核心创新:固体陶瓷电解质层允许钠离子自由通过,多孔空气电极促进钠与氧的电化学反应开发了两种原型:垂直H型:两个玻璃管通过中间管连接,内含陶瓷电解质和多孔电极水平型:电解质托盘盛放液态钠,底部固定多孔电极 研究成果: 能量密度达1500Wh/kg(单堆水平), 全系统水平超过1000Wh/kg单位重量能量是现有锂离子电池的3倍以上 在控制湿度的空气流中测试成功 研究意义: 可能改变电动汽车和交通运输领域对传统电池的依赖,提供更高效的能源解决方案。Chiang教授认为这项"疯狂"的创新具有革命性潜力。
  • 《石墨烯硅基锂离子电池阳极 提升电池能量密度》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-10-26
    • 澳大利亚先进材料技术公司塔尔加资源公司(Talga Resources)公布了其在英国研发的石墨烯硅基锂离子电池阳极的初步测试结果,该结构是由英国政府提供资助的“Safevolt”项目的第一个成功结果。该项目由塔尔加牵头,与联盟合作伙伴庄信万丰(Johnson Matthey)、英国剑桥大学(University of Cambridge)以及制造业研究小组TWI共同开展。 在该项目中,塔尔加正研发一种高能量密度的石墨烯硅电池阳极产品,称为TalnodeTM-Si,比其他商用石墨阳极的能量密度明显更高。塔尔加董事总经理Mark Thompson表示,TalnodeTM-Si将满足日益增长的锂离子电池的需求,该电池具有更高容量,可增加电动汽车的续航里程,增长便携式电子设备的工作时间。 主要的锂离子电池制造商都通过在石墨阳极中增加硅含量来提高电池能量密度,但是硅的使用受到电池寿命和稳定性问题的阻碍。塔尔加的测试结果表明使用石墨烯的TalnodeTM-Si可在硅膨胀时保持其稳定性,从而在确保电池寿命的同时实现更高的能量密度。 最近,几家汽车制造商表示打算在下一代电池组中采用更高的能量-重量比,而电池阳极材料供应链的其他大型集团也已经将石墨中的硅技术用于生产氧化硅基石墨。例如,大众汽车公司估计,从2018年至2025年,其电池能量密度可增加25%,并且目标是在2020年在电池阳极中采用20%的硅。 容量更高的电池可通过延长电子设备运行时间或增加电动汽车的续航里程而使工业受益。此外,容量更高还能降低成本,因为增加的能量密度可减少整个电池组中的每单位能量(Kw/hr)成本。增加的电池容量对客户来说是一个非常重要的指标,特别对于中国客户来说,因为中国的新能源汽车的补贴与其电池能量密度相关,而且中国新能源汽车利润丰厚。 目前,塔尔加正在英国剑桥大学的麦克斯韦尔中心(Maxwell Centre)的电池材料工厂进一步测试和优化TalnodeTM-Si,正在准备该阳极的临时样本,以便根据保密的材料转让协议交付给亚洲的终端客户。