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零下突破:亚稳态氢硼酸钠技术开启钠基固态电池产业化新赛道 在全球能源转型与“双碳”目标加速推进的背景下,钠基固态电池技术迎来关键突破。2025年9月,美国芝加哥大学与新加坡科技研究局材料研究与工程研究所联合宣布,通过亚稳态氢硼酸钠(NaBH₄)的晶体结构稳定技术,成功开发出可在零下环境稳定运行的钠基固态电池,相关成果发表于《焦耳》杂志,标志着钠电池技术向产业化迈出里程碑式一步。 技术突破:亚稳态结构破解低温瓶颈 传统钠基固态电池受限于钠离子在固态电解质中的迁移效率,尤其在低温环境下易出现离子电导率骤降、界面阻抗激增等问题,导致电池容量衰减超30%。研究团队创新采用“热淬火”工艺,将亚稳态氢硼酸钠加热至结晶温度后迅速冷却,首次在固态电解质领域实现其晶体结构的动力学稳定。这一结构不仅具备极高的离子电导率(较前体材料提升3-4个数量级,较文献报道值高出一个数量级),更在零下20℃环境中保持95%以上的容量保持率,彻底突破钠基电池的低温应用禁区。 产业化路径:从实验室到量产的加速跑 技术可行性是钠基固态电池产业化的核心前提。研究团队通过将稳定后的氢硼酸钠与涂覆氯化物基固体电解质的O3型阴极结合,构建出厚度达传统设计2倍的复合阴极结构。这一创新使非活性材料占比降低15%,能量密度提升至280Wh/kg,接近磷酸铁锂电池水平。更关键的是,热淬火工艺基于成熟的材料加工技术,无需重构生产线,为规模化生产扫清障碍。目前,该技术已进入中试阶段,预计2026年实现GWh级量产,成本较锂离子电池降低40%以上。 战略价值:重塑能源存储竞争格局 钠基固态电池的突破具有三重战略意义: 资源安全:钠资源储量是锂的400倍,且分布广泛,可破解锂资源“卡脖子”难题。中国青海柴达木盆地钠盐储量占全国85%,为产业化提供原料保障。 性能跃迁:实验室数据显示,搭载该技术的电池在-40℃环境下容量保持率超90%,循环寿命突破6000次,满足极地科考、高寒地区储能等极端场景需求。 生态兼容:固态电解质机械强度高、不可燃,彻底消除液态电池的热失控风险,为电动汽车、电网储能提供更安全的解决方案。宁德时代第二代钠离子电池已集成该技术,计划2026年搭载于乘用车,实现-40℃至60℃宽温域运行。
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