芝加哥大學孟教授的能源儲存與轉換實驗室創造了世界上第一個無陽極鈉固態電池。
這篇論文今天發表在《自然能源》雜誌上，展示了一種新型鈉電池結構，可穩定迴圈數百次。透過移除陽極並使用廉價、豐富的鈉代替鋰，這種新型電池的生產成本更低，且更環保。透過其創新的固態設計，該電池也將安全且功能強大。
這項工作既是科學的進步，也是填補世界經濟擺脫化石燃料所需的電池擴充套件空白的必要步驟。
創新架構
為了製造出具有鋰電池能量密度的鈉電池，該團隊需要發明一種新的鈉電池結構。
- 傳統電池有一個陽極，用於在電池充電時儲存離子。使用電池時，離子從陽極透過電解質流向集電器（陰極），沿途為裝置和汽車供電。
- 無陽極電池去除陽極，將離子直接儲存在集電器上的鹼金屬電化學沉積物中。
這種方法可以提高電池電壓、降低電池成本並增加能量密度，但也帶來了自身的挑戰。
在任何無陽極電池中，電解質和集電器之間都需要有良好的接觸，使用液體電解質時，這通常非常容易，因為液體可以流動到各處並潤溼每個表面。固體電解質無法做到這一點。
然而，這些液體電解質會在逐漸消耗活性物質的同時，形成一種稱為固體電解質中間相的堆積物，從而隨著時間的推移降低電池的使用壽命。
該團隊採取了一種新穎的創新方法來解決此問題：流動的固體。
- 他們沒有使用包圍集電器的電解質，而是建立了包圍電解質的集電器。
- 他們用鋁粉（一種可以像液體一樣流動的固體）製作出了集電器。
在電池組裝過程中，粉末在高壓下被緻密化，形成固體集電器，同時保持與電解質的液體接觸，從而實現低成本、高效率的迴圈，從而推動這項改變遊戲規則的技術向前發展。
鈉固態電池通常被視為一種遙遠的未來技術，但我們希望這篇論文能夠證明鈉固態電池確實能夠發揮良好作用，在某些情況下甚至比鋰電池更好，從而激發人們對鈉固態電池領域的更多推動。