锂多年来一直在电池领域占据主导地位，但其统治地位可能会受到崛起的竞争对手钠的挑战。这个元素， 比锂丰富500倍以上，是韩国科学技术院研究人员一项革命性发现的核心，他们开发了新一代、混合动力、 能够在几秒钟内充电。
通过将传统电池的优点与超级电容器的优点相结合，这项创新有望克服当前技术的局限性，为电动汽车和下一代设备的电气化未来铺平道路。
钠电池的挑战
让我们立即重申我们总是写的一句话：钠电池并不是什么新鲜事。一段时间以来，由于其储量丰富且成本低廉，研究人员一直在研究这种元素作为锂替代品的潜力。为了澄清这一点，第一篇关于这项技术的文章 我们12年前发布的。 然而，到目前为止，它们必须应对一些关键限制，例如比锂电池更低的能量密度、更低的性能和更长的充电时间。
教授团队 张九江 KAIST 似乎找到了克服这些障碍的关键。
他们的钠混合电池，在发表的一篇文章中描述 储能材料 (我在这里链接），将典型的电池阳极材料与适用于超级电容器的阴极相结合，获得“两个世界”的最佳效果：高存储容量和非常快速的充电。
创新的混合方法
创新的关键？研究人员通过结合两种特殊材料发现了它 金属有机框架（MOF）。 由于这个联盟，他们成功地创造了一种性能得到改善的电极材料。这种材料含有包裹在多孔碳中的小活性颗粒，源自 MOF。
同时，合成了高容量正极材料。这两种元素的结合导致了钠离子存储系统的开发。该系统有助于更好地平衡电极之间的能量存储并减少存储率的差异，从而提高电池的整体性能。
结果？它是一种完整的高性能下一代电池，超过了商用锂电池的能量密度，并表现出超级电容器典型的功率密度特性。 快速充电应用的理想系统，从电动汽车到智能电子设备，再到航空航天技术。
新一代钠电池：性能创纪录
数字不言而喻：韩国科学技术院开发的钠混合电池能够实现 能量密度为247 Wh/kg，功率密度为34.748 W/kg。 相比之下，目前电动汽车用锂电池的能量密度 约 200-250 Wh/kg，而超级电容器的功率密度可达 10.000 W/kg 量级。
换句话说，这种钠电池不仅等于，而且 在存储能量方面超过了最好的锂电池的性能，同时提供超级电容器典型的快速充电功能。 这就是为什么它可以彻底改变能源存储领域。
迈向新一代未来：电气化
这一发现的影响可能是巨大的。想象一下能够在几分钟内而不是几个小时内为您的电动汽车充电。或者拥有一部可在几秒钟内充满电的智能手机。或者再一次，让卫星和航天器由新一代电池提供动力，这些电池效率极高且充电速度非常快。
这些只是韩国科学技术院开发的钠混合电池所带来的一些可能的场景。直到昨天，这些场景还像是科幻小说，但今天却越来越接近现实。
当然，还有很长的路要走。康教授和他的团队的研究只是这些革命性电池商业化的第一步。可能需要多年的开发和测试才能将这项技术推向市场并大规模推广。
然而，数据似乎很清楚：能源存储的未来越来越多地使用钠，并有望比以往更快、更强大、更可用。更不用说对环境的影响（提锂的“分量”是非常可观的）。
新能源时代的曙光
韩国科学技术院研究人员的这一发现标志着能源存储新时代的开始。在这个时代，钠这种曾经被忽视的元素可能成为一场无声但非常强大的革命的主角。
当然，锂不会在一夜之间消失。锂离子电池以其无与伦比的能量密度，在一段时间内（也许相当长一段时间内）仍将是从便携式设备到电动汽车等许多应用的首选。
然而，在未来，超快速充电将成为常态，而不是例外。电池将不再是瓶颈，而是创新的引擎。
