除了研究高能量密度的复杂化合物外,科学家还希望通过储量丰富的常见元素制造出高性能电池,比如采用钠元素制成的电池单元始终存在各种应用问题,但伦敦帝国理工学院团队研究发现,通过大环分子创建新电池原型,除了能量密度降低之外,解决了最让人头疼的电池容量衰减问题。
这种新电池使用了由氢和碳制成的大环分子环烷有机成分,尤其是1,9,17,25四烯对环芳烷,可以将是将大的钠离子容纳在一种网状结构中(科学家更喜欢将其称为环状结构),从而实现最佳的化学性质。
大环分子可以实现电子传导,同时防止电子与其他电池元件发生反应,从而保证了电池充放电它循环稳定性。换句话说,电池在多次充电和放电后不会损失任何容量。“随着时间推移,人们不得不频繁更换损失容量的电池。我们研发的电池原型经过500次充放电循环测试后并没有损失任何容量,如果投入商用应用,它就不会出现此类问题。”首席研究员弗洛里安·布格豪森博士(Florian Glöcklhofer)解释道。
值得一提的是,每个环芳环也带有两个电子,因此充电速度比其他化合物更快。但是这种纳离子电池仍然缺乏能量密度,研究报告并没有提及具体的数字指标,只是称能量密度有所降低,预计与当前锂离子电池能量密度相近。