固态钠离子电池比传统锂离子电池安全得多

固态钠离子电池比传统锂离子电池安全得多，后者有起火和爆炸的风险，但它们的性能太弱，无法抵消安全优势。研究人员他们正在研制一种有机阴极，这种阴极可以显著提高稳定性和能量密度。据《Joule》报道，这种性能的提高与两个关键发现有关：电解液与阴极之间通常在循环过程中形成的电阻界面可以逆转，延长循环寿命；有机阴极的灵活性允许它在与固体电解质界面上保持亲密接触，即使在循环过程中阴极膨胀和收缩。

通讯作者、休斯顿大学电子与计算机工程副教授姚燕(音译)说：与以前的无机阴极相比，比利牛斯山的有机阴极PTO具有独特的优势，但他表示，基本定律同样重要。研究首次发现，阴极和电解质之间形成的电阻界面是可以逆转的。这有助于稳定性和更长的循环寿命。姚燕也是德克萨斯大学超导中心的首席研究员，其研究小组专注于绿色和可持续有机材料的能源生产和存储。密歇根大学电子与计算机工程系的研究助理教授梁艳亮(音译)说：

接口的可逆性是关键，它能让固态电池在不牺牲循环寿命的前提下达到更高的能量密度。正常情况下，固态电池储存能量的能力会因为电阻阴极而停止。电解液界面形式，逆转这种阻力可以使能量密度在骑车过程中保持较高。锂离子电池及其液体电解质能够储存相对较高的能量，通常被用于现代生活的工具，从手机到助听器。但是，火灾和爆炸的风险提高了人们对其他类型电池的兴趣，固态钠离子电池有望以更低的成本提高安全性。姚燕所在团队的博士后研究员迟晓伟(音译)表示：

关键的挑战是找到一种与锂离子电池中使用液体电解质一样导电的固体电解质。既然有了足够导电的固体电解质，剩下的挑战就是固体界面。固体电解质提出的一个问题是：电解质很难与传统刚性阴极保持亲密接触，因为后者在电池循环过程中会膨胀和收缩。姚燕所在团队的博士生方浩(音译)表示：有机阴极更柔韧，因此能够保持与界面的接触，改善骑行寿命。研究人员说，这种接触至少在200次循环中保持稳定。如果电极和电解质之间有可靠的接触，就很有可能制造出高性能的固态电池。