斯坦福大学团队发明“超级”电池，储电量是普通电池的六倍，手机一周仅充一次电即可持久续航

可以用氯化钠充电的发光二极管等。

最近，斯坦福大学团队开发了一种“高能量存储”可充电电池，每周只需一次，就可以持续很长时间。这一研究成果有望解决智能手机几乎每天都要充电的产品痛点。在电动汽车方面，电动汽车可以在不充电的情况下行驶日常距离的6倍。

这种“高储能”充电电池本质上是一种新型的碱金属氯化物电池，其原理主要是通过氯化钠或氯化锂的反复可逆化学反应。电池之所以续航时间长，是因为它储存的电量是目前市面上电池的6倍。

到目前为止，市场上商用的锂离子电池容量为每克200mAh，而这个团队研发的“超级”电池容量为每克1200mAh，在手机设备和电动汽车领域向更高的目标又迈进了一步。

相关论文以“可充电na/c12和Li/c12电池”为题发表在《自然》杂志上。斯坦福大学化学和生物学交叉领域的博士生朱冠洲是第一作者，戴宏杰教授是通讯员。相关论文

目前，市场上有许多不同种类的充电电池，包括锂离子电池、钠离子电池和铝离子电池。一次锂亚硫酰氯电池在储能方面有很多优点，因此在专业电子、军事、公用事业测量、GPS跟踪等领域有着广泛的应用，但它的缺陷也很明显，那就是充电不良。

然而，到目前为止，还没有科学家研制出高性能的可充电氯化钠电池或氯化锂电池。主要挑战是氯气太活泼，反应性太强，很难产生高效氯化物。少数情况下，其他充电电池续航能力差。

“有心则不能开花，无心则不能成仁。”起初，该团队并不打算开发可充电的钠锂氯化物电池，只是希望提高现有硫基氯化物电池的技术性能。硫基氯化物是氯化锂电池的主要成分之一。早在20世纪70年代，它就成为人们青睐的一种一次性电池。

随着时代的发展，重量轻、容量小、能量密度低、体积小的电池越来越不能满足社会日益增长的储能需求。

传统电池通过锂阳极氧化和阴极电解液中亚硫酰氯还原为硫(SOC12)、二氧化硫和氯离子(Cl-)进行一次放电。Cl-与锂负极剥离的Li+反应形成氯化锂(LiCl ),沉积在碳表面直至钝化。

在早期涉及氯和氯化钠的实验中，研究小组观察到，一种化学物质和另一种化学物质之间的置换可以以某种形式稳定下来，而这些稳定的物质是可以充电的。戴宏杰说，“我认为这是不可能的。在那之后，我们花了一年多的时间，才真正了解里面的化学反应。”钠/氯电池首次放电的原理

如今，钠电池已经被积极地寻求作为锂电池的替代品。科学界认为，低标准钠电极电位、高能量密度的电池具有广阔的应用前景。研究结果报道，SOCl2中的无定形碳纳米球(aCNS)和三氯化铝(AlCl3)分别用作阴极和阳极启动电解质，它们是钠-氯电池的主要成分。

该电池在放电电压为3.5V、容量高达1200mAh的条件下可循环200次以上，其库仑效率和能量效率分别大于99%和90%。电池首次放电时，容量可达2800mAh以上，平均放电电压接近3.2V V，令团队惊讶的是，电池在1200mAh的比容量下可以可逆循环，放电电压约为3.55V V时，平均库仑效率大于99%。

该小组建造了一个电池，使用金属钠作为负极，并将带有PTFE粘合剂的aCNS包装在泡沫镍中，作为纽扣电池的正极。

在随后的几年中，该团队试图使用不同的材料来提高电池正极的反应效率，其中最大的进展是与中国台湾中正大学合作研究的多孔碳材料形成电极。碳材料的纳米球结构有许多超小的孔隙，就像海绵一样，可以产生大量的其他接触氯分子并储存起来，在后续的反应过程中可以生成盐。

如今，钠电池已经被积极地寻求作为锂电池的替代品。科学界认为，低标准钠电极电位、高能量密度的电池具有广阔的应用前景。研究结果报道，SOCl2中的无定形碳纳米球(aCNS)和三氯化铝(AlCl3)分别用作阴极和阳极启动电解质，它们是钠-氯电池的主要成分。钠电极在电池中循环后的SEM图像

该电池在放电电压为3.5V、容量高达1200mAh的条件下可循环200次以上，其库仑效率和能量效率分别大于99%和90%。电池首次放电时，容量可达2800mAh以上，平均放电电压接近3.2V V，令团队惊讶的是，电池在1200mAh的比容量下可以可逆循环，放电电压约为3.55V V时，平均库仑效率大于99%。

该团队使用金属钠作为负极构建了一种电池，并在镍(Ni)泡沫中使用聚四氟乙烯(PTFE)粘合剂来封装aCNS，作为纽扣电池的正极。

在随后的几年中，该团队试图使用不同的材料来提高电池正极的反应效率，其中最大的进展是与中国台湾中正大学合作研究的多孔碳材料形成电极。碳材料的纳米球结构有许多超小的孔隙，就像海绵一样，可以产生大量的其他接触氯分子并储存起来，在后续的反应过程中可以生成盐。(综合报道)(编辑/唐珂)