除了研究高能量密度的復雜化合物外,科學家還希望通過儲量豐富的常見元素制造出高性能電池,比如采用鈉元素制成的電池單元始終存在各種應用問題,但倫敦帝國理工學院團隊研究發現,通過大環分子創建新電池原型,除了能量密度降低之外,解決了最讓人頭疼的電池容量衰減問題。
這種新電池使用了由氫和碳制成的大環分子環烷有機成分,尤其是1,9,17,25四烯對環芳烷,可以將是將大的鈉離子容納在一種網狀結構中(科學家更喜歡將其稱為環狀結構),從而實現最佳的化學性質。
大環分子可以實現電子傳導,同時防止電子與其他電池元件發生反應,從而保證了電池充放電它循環穩定性。換句話說,電池在多次充電和放電后不會損失任何容量。“隨著時間推移,人們不得不頻繁更換損失容量的電池。我們研發的電池原型經過500次充放電循環測試后并沒有損失任何容量,如果投入商用應用,它就不會出現此類問題。”首席研究員弗洛里安·布格豪森博士(Florian Glöcklhofer)解釋道。
值得一提的是,每個環芳環也帶有兩個電子,因此充電速度比其他化合物更快。但是這種納離子電池仍然缺乏能量密度,研究報告并沒有提及具體的數字指標,只是稱能量密度有所降低,預計與當前鋰離子電池能量密度相近。