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新加坡国立大学开发石墨氮化碳添加剂提升全固态钠电池安全性与性能

网通社小助理 2026-06-03 13:29

锂离子电池目前主导大型储能市场，但因锂资源分布不均及成本上升，推动了对替代技术的探索。钠在地壳中储量约为锂的1000倍，并可从海水中提取，使其成为电网级储能的潜在选择。然而，传统钠离子电池多采用易燃、易泄漏的液态电解质，存在安全隐患；而固态聚合物电解质虽能提升安全性，却面临离子传导率低和与钠金属负极界面不稳定的问题，长期使用易形成枝晶，引发短路和热失控。新加坡国立大学设计与工程学院机械工程系副教授PalaniBalaya团队开发出一种基于石墨氮化碳（GCN）的单一添加剂，有效改善上述问题。GCN通过加热尿素至550摄氏度在空气中合成，所得材料为厚度仅两纳米的薄片。将其加入由聚环氧乙烷和钠盐组成的聚合物电解质后，GCN一方面抑制聚合物结晶，促进柔性无序区域形成，提升钠离子迁移能力；另一方面，其表面富氮活性位点有助于解离钠盐，释放更多自由钠离子。该方法使电解质在55摄氏度下的离子电导率提升逾一倍，钠离子迁移数从0.19增至0.51，显著降低极化并提高电池效率。相关成果已发表于《AdvancedFunctionalMaterials》，为全固态钠电池在电网储能及电动汽车等领域的应用提供了可行路径。

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