財聯社（上海，編輯 黃君芝）訊，據報道，一組研究人員為固態鈉離子電池設計并制造了一種新的鈉離子導體，這種導體在與更高壓的氧化物陰極結合時是穩定的。而且這種新的固體電解質可以極大地提高此類電池的效率和壽命。
據悉，用這種新材料制造的概念電池可循環使用超過1000次，同時保持高達89.3%的容量，這是迄今為止其他固態鈉電池無法比擬的性能。該研究成果已于本月23日被刊登在了知名科學期刊《自然通訊》（Nature Communications）上。
相對而言，固態電池擁有更安全、更便宜、更耐用的前景。鈉離子化學尤其有希望，因為鈉成本低且儲量豐富，而鋰離子電池所需的鋰則要付出高昂的環境成本。上述研究的目標是制造可用于大規模電網儲能應用的電池，特別是儲存可再生能源產生的電力，以緩解高峰需求。
加州大學圣地亞哥分校納米工程教授、該研究論文作者之一Shirley Meng說：“工業界希望電池每千瓦時的成本為30至50美元，約為目前成本的三分之一至五分之一。我們不到那里是不會停下來的。”
通過在計算和實驗之間快速迭代，研究人員確定了一類由鈉、釔、鋯和氯化物組成的鹵化物鈉導體。他們將這種材料命名為NYZC，它既具有電化學穩定性，又與用于更高電壓鈉離子電池的氧化物陰極具有化學相容性。
NYZC由Na3YCl6組成，這是一種比較普通的材料，而且還是一種很差的鈉導體。研究人員嘗試使用鋯代替釔，因為它會產生空位并增加電池單元的體積，這兩種方法可以增加鈉離子的傳導。
研究人員還注意到，隨著體積的增加，這種新材料中鋯離子和氯離子的結合會發生旋轉運動，導致鈉離子有更多的傳導途徑。除了導電性增加外，鹵化物材料比目前用于固態鈉電池的材料也穩定得多。
接下來，研究人員將繼續探索這些鹵化物材料的其他替代品，并提高電池的總體功率密度，同時努力擴大制造過程。他們認為，“這些發現突出了鹵化物離子導體在固態鈉離子電池應用中的巨大潛力。”
