突破性「鈉金屬電池」創 4 分鐘快充紀錄，但距電動車商用仍有挑戰
中國東南大學與揚州大學近日合作發表新「鈉金屬電池」實驗成果。實驗室條件下，這款電池能達到高達 15C 的充放電速率，換算下來約只需 4 分鐘就能完成一次充電或放電，數據相當驚人。不過，這項優異表現目前僅來自小型實驗電池，並不代表未來的電動車已經能立即享有同樣的極速快充能力。
凝膠電解質克服「枝晶」短路難題
這款電池之所以能達成極速充放電，關鍵在於採用了一種名為「Sn-FB QSE」的凝膠型準固態電解質。這項設計能引導鈉離子移動得更均勻，同時穩定金屬鈉的表面。
研究團隊指出，鈉金屬電池長期以來的一大難題，就是在充電時容易形成尖銳的「枝晶」（dendrites）。這些沉積物極易穿透電池內部並引發短路；而 Sn-FB QSE 較堅韌的凝膠結構，能有效減少枝晶容易萌生的薄弱區域。
在 15C 的極高倍率下，完整電池仍可提供 80.1 mAh/g 的容量，顯示其在高速測試下依然具備一定的輸出能力。但研究團隊也強調，4 分鐘等級的實驗室速度，與真實電動車電池包在熱管理、供電波動與嚴格安全限制下的運作情境，仍有相當大的落差。
若聚焦於耐久性，這款電池在較慢的 3C 條件下（充放電約需 20 分鐘）表現更為亮眼：完整電池在歷經 2,000 次充放電循環後，仍可保留高達 90% 的容量。此外，另一項獨立的「鈉對鈉」測試更持續運作了超過 6,000 小時且未發生失效。這顯示新型電解質確實大幅改善了穩定性，儘管該測試並非完整電池在實際設備中的運作狀態。
軟包電池原型仍面臨量產考驗
為了更接近實際產品規格，研究團隊也同步製作了小型的「軟包電池」（Pouch-cell）原型，但其實際表現目前仍與微型實驗電池的快充與壽命數據有明顯落差。例如在 0.1C 的慢充條件下循環 19 次後，電池容量僅保留約 84%；而另一款在輕微壓力下以 0.2C 進行測試，循環 100 次後容量則衰退至 60%。
整體而言，這些實驗結果充分證明了新電解質在提升電池穩定性的深厚潛力。然而，要讓大型軟包電池同時兼顧「4 分鐘快充」與「超長循環壽命」，距離真正走出實驗室並廣泛應用，顯然仍有一段技術長路要走。
（首圖來源：Pixabay）