韩国研发出快速充电的高能量、高功率混合钠离子电池

科研瞭望讯，钠元素（Na）含量远超锂元素（Li）的500倍，尤其是在钠离子电池技术方面备受瞩目。然而当前钠离子电池仍面临诸多挑战如功率偏低、储能有限及充电耗时过长，制约其进一步发展。

近期，韩国高等科学技术研究所（KAIST），Kang Jeung Ku教授领衔的科研小组取得关键性突破，成功研制出一款具有高速充电能力的高能量、高功率混合钠离子电池，仅需数秒即可完成充电过程。

此项研究成果已刊登在国际知名学术期刊《能量储存材料》上。该新型混合能量存储系统巧妙地将传统电池负极材料与超级电容器正极材料相结合，使得电池兼具大容量存储与快速充放电功能，有望成为锂离子电池的理想替代方案。

然而，要实现高能量密度与高功率密度的完美融合，尚需解决负极材料充电速度缓慢及正极材料容量相对较小的难题。

为此，Kang教授团队创新性地采用两种不同金属有机框架，优化合成混合电池。通过将活性材料嵌入金属有机框架衍生的多孔碳中，显著提升了反应动力学。

此外，他们还成功合成了高容量正极材料，实现了正负极材料的平衡搭配，有效缩小了能量存储速率的差距，构建出高效的钠离子存储体系。

基于新开发的正负极材料制成的全电池表现出色，能量密度甚至超过商业化锂离子电池，且具备超级电容器的功率密度特性。这款电池特别适用于对充电速度要求极高的领域，如电动汽车、智能电子设备及航空航天技术等。

Kang教授指出，这款具备高速充电、能量密度高达247 Wh/kg、功率密度达34748 W / kg的混合钠离子能量存储装置，标志着能量存储系统的重大突破，预期将在各类电子设备，尤其是电动汽车领域得到广泛应用。