我们都知道锂离子电池，从汽车电池到智能手机;我们依靠它们提供能量。尽管它们携带着火灾和爆炸的危险，但它们被广泛使用。更安全的替代品是固态钠离子电池，但到目前为止，它们在性能方面还无法与锂离子电池竞争。
然而，根据休斯顿大学的一组科学家的研究，固态钠离子电池似乎即将获得比锂离子电池更大的优势。首席研究员姚焱——电子和计算机工程副教授——在《焦耳》杂志上发表了一篇论文，概述了有机阴极的发展，这种阴极可以大大提高固态钠离子电池的稳定性和能量密度。
对于那些不知道的人来说，传统的锂离子电池具有能够容纳大量能量的液体电解质。另一方面，固态钠离子电池的特点是固体电解质核心，不能像锂离子电池那样产生能量。然而，最近的研究发现了一种与锂离子电池中使用的液体电解质一样具有导电性的固体电解质。
为了开发高效的固态钠离子电池，科学家团队必须克服的最后一个挑战是寻找固体界面。这项研究有两个主要发现来解决这一挑战。第一个发现表明，在循环过程中通常形成的电解质和阴极之间的电阻界面可以被逆转，从而延长循环寿命。然而，第二项发现指出，“有机阴极的柔韧性使其能够在与固体电解质的界面上保持密切接触，即使阴极在循环过程中膨胀和收缩。”
有机阴极被称为吡咯-4,5,9,10-四酮的PTO。与无机阴极相比，它提供了许多好处。Yao说:“我们首次发现，在阴极和电解质之间形成的电阻界面是可以逆转的。这有助于稳定性和提高循环寿命。姚也是休斯敦大学德克萨斯超导中心的首席研究员。他的研究重点是用于能源产生和储存的绿色和可持续有机材料。新电池的关键区别在于界面的可逆性。这使得固态电池能够在不影响其循环寿命的情况下获得更高的能量密度。
当刚性阴极在电池循环过程中膨胀和收缩时，它与电解质之间保持足够好的接触一直是一个问题。然而，新的研究表明，有机阴极可以解决这个问题。有机阴极在至少200次循环中保持稳定。姚团队的一名博士生方浩说:“如果电极和电解质之间有可靠的接触，你将有很大的机会创造出高性能的固态电池。”
