Ten times! The new graphene greatly increases the capacity of sodium batteries, which may be comparable to lithium batteries in the future.

Publicado: Aug 27, 2021 08:07
[10 times! Whether it's made into a special Bubble as a heat switch or mixed with ceramics to form a super electrolyte, graphene is shaping the future of battery technology in some interesting ways. Now, scientists from Sweden have applied the magic material to sustainable sodium batteries, increasing their capacity by more than ten times that of traditional sodium batteries.

Whether it's making a special Bubble as a thermal switch or mixing it with ceramics to form a super-strong electrolyte, graphene is shaping the future of battery technology in some interesting ways. Now, scientists from Sweden have applied the magic material to sustainable sodium batteries, increasing their capacity by more than ten times that of traditional sodium batteries.

On the way to improve and create battery design, scientists are attracted by the rich sodium in the earth and regard sodium as an excellent substitute for lithium-ion batteries. These sodium-ion batteries function much like today's lithium-ion batteries, generating electricity by shuttling ions between a pair of electrodes in a liquid electrolyte, but for now, their performance is not satisfactory.

Part of the reason is that sodium ions are larger than lithium ions, so they do not blend well with graphite electrodes composed of graphene stacks. In general, when the battery is cycled in a process called intercalated (intercalationintercalation), the ions will move freely in and out of the graphite electrode, but the larger sodium ions cannot be effectively stored in the structure. This seriously affects the performance of sodium-ion battery, so that its capacity is about 35 mAh/g, which is the same as that of lithium-ion battery.

To find a solution to this problem, scientists at (Chalmers University of Technology) at the Chalmers Institute of Technology in Sweden turned to a new type of graphene with special properties. The team's Janus graphene is named after a Roman god known for his two faces, characterized by a molecule with only one side that is both a spacer and an active interaction point for sodium ions.

In fact, before that, scientists had applied two-sided thinking to so-called Janus particles, such as allowing spheres to both attract and repel water. In this case, molecules found on only one side of the graphene material promoted Static interactions between stacks and created more space between them, which the team found resulted in a huge increase in capacity.

Jinhua Sun, a member of the team, explained: "We added a molecular gap on one side of the graphene layer. When these layers are stacked together, the molecules create more space between the graphene sheets and provide an interaction point, which leads to a significant increase in capacity. "

It is reported that by using the new Janus graphene instead of graphite, scientists have achieved a capacity of 332 mAh/g in experimental sodium batteries, about 10 times higher than the traditional design, close to the capacity of lithium batteries using graphite. The research was recently published in the journal Scientific Progress.

Professor Aleksandar, author of the study, said: "it's really exciting when we observe that sodium ions are inserted at such a high capacity. The study is still in its early stages, but the results are promising. This shows that it is possible to design a graphene layer suitable for the ordered structure of sodium ions to make it comparable to graphite. "

Declaração sobre a Fonte de Dados: Com exceção das informações publicamente disponíveis, todos os demais dados são processados pela SMM com base em informações publicamente disponíveis, comunicação de mercado e com base no modelo de base de dados interna da SMM. São apenas para referência e não constituem recomendações para a tomada de decisão.

Para quaisquer perguntas ou para obter mais informações, entre em contato: lemonzhao@smm.cn
Para mais informações sobre como aceder aos nossos relatórios de investigação, entre em contato:service.en@smm.cn
Notícias Relacionadas
[SMM Análise Semanal do Mercado de Células de Bateria de Armazenamento de Energia 9.3] Oferta restrita de folha de cobre limita cronogramas de produção em setembro, preços das células de bateria de armazenamento de energia permanecem firmes
há 8 horas
[SMM Análise Semanal do Mercado de Células de Bateria de Armazenamento de Energia 9.3] Oferta restrita de folha de cobre limita cronogramas de produção em setembro, preços das células de bateria de armazenamento de energia permanecem firmes
Leia mais
[SMM Análise Semanal do Mercado de Células de Bateria de Armazenamento de Energia 9.3] Oferta restrita de folha de cobre limita cronogramas de produção em setembro, preços das células de bateria de armazenamento de energia permanecem firmes
[SMM Análise Semanal do Mercado de Células de Bateria de Armazenamento de Energia 9.3] Oferta restrita de folha de cobre limita cronogramas de produção em setembro, preços das células de bateria de armazenamento de energia permanecem firmes
[Análise SMM] Afetada pela oferta restrita de folhas de cobre e pelo aumento de capacidade das células de bateria de grande capacidade mais lento do que o esperado, a produção de células de bateria para armazenamento de energia na China e no mundo em setembro deve desacelerar para 4,09% e 4,25% em relação ao mês anterior, respectivamente, mas isso não indica enfraquecimento da demanda final. As condições de oferta e demanda para células de bateria de armazenamento de energia permanecem apertadas, com os preços das células de 314 Ah se mantendo estáveis. Espera-se que os embarques aumentem de forma constante no futuro, com os preços mantendo sua tendência de estabilidade a alta.
há 8 horas
Presidente da CATL: Vendas de veículos de nova energia da China superam 7,4 milhões no primeiro semestre e destaca precisão na produção de baterias
há 9 horas
Presidente da CATL: Vendas de veículos de nova energia da China superam 7,4 milhões no primeiro semestre e destaca precisão na produção de baterias
Leia mais
Presidente da CATL: Vendas de veículos de nova energia da China superam 7,4 milhões no primeiro semestre e destaca precisão na produção de baterias
Presidente da CATL: Vendas de veículos de nova energia da China superam 7,4 milhões no primeiro semestre e destaca precisão na produção de baterias
O presidente da CATL, Zeng Yuqun, em um discurso em vídeo para a Conferência Mundial de Baterias de Potência de 2026, disse que no primeiro semestre deste ano, as vendas de veículos de nova energia da China ultrapassaram 7,4 milhões de unidades, com mais de 600 novos modelos lançados, uma média de quase três por dia. Todos estão competindo em velocidade, especificações e preço, e os ciclos de desenvolvimento estão ficando cada vez mais curtos. Ele observou que as baterias de potência exigem altíssima precisão e têm tolerância muito baixa a erros. Na produção em massa, todos os pequenos problemas são ampliados muitas vezes, portanto, cada processo e cada parâmetro devem ser rigorosamente controlados desde a fase de projeto, as anomalias devem ser identificadas antecipadamente e deve haver tolerância zero para problemas de qualidade.
há 9 horas
Lithium Carbonate Market Weekly Review: 8.31-9.3 spot lithium carbonate prices rose first then fell, overall downward trend [SMM Weekly Review]
há 10 horas
Lithium Carbonate Market Weekly Review: 8.31-9.3 spot lithium carbonate prices rose first then fell, overall downward trend [SMM Weekly Review]
Leia mais
Lithium Carbonate Market Weekly Review: 8.31-9.3 spot lithium carbonate prices rose first then fell, overall downward trend [SMM Weekly Review]
Lithium Carbonate Market Weekly Review: 8.31-9.3 spot lithium carbonate prices rose first then fell, overall downward trend [SMM Weekly Review]
há 10 horas
Ten times! The new graphene greatly increases the capacity of sodium batteries, which may be comparable to lithium batteries in the future. - Shanghai Metals Market (SMM)