固態鈉電池可能是一種更安全、更便宜、更強大的選擇

從手機、筆記本電腦到電動汽車，我們現在比以往任何時候都更加依賴電池。但那些構成當今技術基礎的技術也並非沒有缺點。它們可能價格昂貴、高度易燃，並且依賴於必須開采和加工的日益搶手的材料。

西方大學的研究人員正在研究一種稱為固態鈉電池的新型電池，它在解決這些問題方面顯示出巨大的前景。

“目前，我們使用的大多數電池都含有易燃液體電解質和鋰等稀有元素，”西方大學機械工程與材料科學系教授楊趙博士說。 “鈉的儲量更加豐富，價格也更便宜，如果我們能讓它以固體電解質的形式發揮作用，它可能會更便宜、更安全、更持久。”

固態電解質用固體材料取代了傳統電池中的易燃液體。這些固體本質上更安全，並且能量密度更高，這意味著電池在充電之間的使用壽命更長。但事實證明，讓鈉離子快速可靠地穿過固體是一個複雜的科學難題。

趙和他的同事開發了一種含有硫和氯的新材料。儘管傳統電解質化學穩定，但它們往往很難將鈉離子從電池的正極移動到負極。新設計中的硫成分提高了電導率，使離子更容易穿透結構，並整體增強了材料的強度。他們在期刊上發表了他們的發現。 先進功能材料 和 先進材料。

趙和他的團隊開發的材料除了具有高鈉離子電導率外，還具有出色的熱穩定性和機械穩定性。這對於需要承受無數次充放電循環並在很寬的溫度範圍內可靠運行的電池來說非常重要。在許多固態設計中，電解質在與其他電池組件接觸時可能會降解。而西方團隊開發的材料，情況就不同了。

趙和他的同事使用來自薩斯喀徹溫大學加拿大光源（CLS）的高功率 X 射線來觀察離子在固體電解質內的移動情況。

“這些 X 射線儀器使我們能夠以傳統實驗室儀器無法做到的方式看到局部化學環境、離子路徑和鍵結構，”趙說。 “它們對於固態電池材料的開發絕對必要。”

儘管固態電池的廣泛商業應用可能還需要數年時間，但趙博士對此持樂觀態度。 “我們正在朝著更安全、更具成本效益的電池方向取得真正的進展，”他說。