三層的對稱電池組件的示意圖（插圖顯示（a）的放大區(qū)域，描繪了剝離過程中鈉離子的流動）。圖片來源：物理學(xué)家組織

美國馬里蘭大學(xué)研究人員開發(fā)出一種固態(tài)鈉電池架構(gòu)，其性能優(yōu)于目前的鈉離子電池。通過使用鈉金屬作為負(fù)極以獲得更高的能量密度，該電池實現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的室溫下固態(tài)鈉-金屬循環(huán)率。而且，電池使用更穩(wěn)定的陶瓷電解質(zhì)，降低了易燃性風(fēng)險。相關(guān)研究發(fā)表在新一期《能源與環(huán)境科學(xué)》雜志上。

鋰離子電池在儲能行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位，但鋰的可獲得性有限，其能否一直保持這一領(lǐng)先地位讓人擔(dān)憂。相反，由于海洋中的鹽分極其豐富，鈉離子電池提供了一種更可持續(xù)的選擇。這有可能為快速增長的能源存儲需求提供一種更低成本的替代方案。

目前，大多數(shù)鈉離子電池都包含液體電解質(zhì)，存在易燃性風(fēng)險。此次，研究人員開發(fā)的固態(tài)鈉電池架構(gòu)基于鈉超離子導(dǎo)體材料。鈉超離子導(dǎo)體是不可燃的固態(tài)電解質(zhì)，具有高離子導(dǎo)電性和優(yōu)異的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性。

研究人員成功展示了高電流密度下的穩(wěn)定鈉循環(huán)，以及薄3D結(jié)構(gòu)離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)的全電池循環(huán)。這是可持續(xù)和更經(jīng)濟的能量存儲技術(shù)的重要進步。