Entdeckung bringt Natrium-Festkörperbatterien der praktischen Anwendung näher
Verfahren, das zur Massensynthese führen kann, liefert festen Sulfidelektrolyten mit der weltweit höchsten berichteten Natriumionenleitfähigkeit
Das Streben nach umweltfreundlicherer Energie erfordert auch effiziente wiederaufladbare Batterien zur Speicherung dieser Energie. Während Lithium-Ionen-Batterien derzeit am weitesten verbreitet sind, ziehen Natrium-Festkörperbatterien die Aufmerksamkeit auf sich, da Natrium in weitaus größerer Menge vorhanden ist als Lithium. Dies sollte Natriumbatterien preiswerter machen, und Festkörperbatterien gelten als sicherer, aber aufgrund von Verarbeitungsproblemen war die Massenproduktion bisher schwierig.
Der synthetisierte feste Sulfidelektrolyt Na2.88Sb0.88W0.12S4 hat die weltweit höchste gemeldete Natriumionenleitfähigkeit.
Atsushi Sakuda, Osaka Metropolitan University
Atsushi Sakuda, Associate Professor an der Osaka Metropolitan University, und Akitoshi Hayashi, Professor an der Graduate School of Engineering, leiteten ein Forschungsteam bei der Entwicklung eines Prozesses, der zur Massensynthese von natriumhaltigen Sulfiden führen kann.
Unter Verwendung von Natriumpolysulfiden (Sulfide mit zwei oder mehr Schwefelatomen) als Material und als Flussmittel, das die Fusion fördert, schuf das Team einen festen Sulfidelektrolyten mit der weltweit höchsten gemeldeten Natriumionenleitfähigkeit - etwa zehnmal höher als für den praktischen Einsatz erforderlich - und einen Glaselektrolyten mit hoher Reduktionsbeständigkeit.
Die Massensynthese solcher Elektrolyte mit hoher Leitfähigkeit und Formbarkeit ist der Schlüssel für den praktischen Einsatz von Natriumbatterien in fester Form.
"Dieses neu entwickelte Verfahren eignet sich für die Herstellung fast aller natriumhaltigen Sulfidmaterialien, einschließlich fester Elektrolyte und aktiver Elektrodenmaterialien", sagte Professor Sakuda. "Außerdem lassen sich mit diesem Verfahren im Vergleich zu konventionellen Methoden leichter Materialien mit höherer Leistung gewinnen, so dass wir glauben, dass es sich zu einem Standardverfahren für die künftige Entwicklung von Materialien für Natrium-Festkörperbatterien entwickeln wird."
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