據(jù)外媒報道，瑞士聯(lián)邦材料探測與開發(fā)研究所（SwissFederalLaboratoriesforMaterialsScienceandTechnology，EMPA）與瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)（UniversityofGeneva，UNIGE）的研究人員設(shè)計了新款全固態(tài)（all-solid-state）電池樣品，該款電池能夠存儲更多的電能，同時確保電池的安全性及可靠性。此外，該款電池采用鈉材料，作為鋰的廉價替代品。

電池的正常工作與以下三個部件密切相關(guān)：陽極（負極）、陰極（正極）及電解質(zhì)（electrolyte）。當(dāng)今電子設(shè)備所采用的電池均為鋰離子電池。當(dāng)電池放電時，鋰離子將從陰極流向陽極。

盡管鋰金屬分量極輕，可提升電池的儲能，但為戒備形成鋰樹突（鋰枝晶，lithiumdendrites），從而導(dǎo)致電池短路乃至造成電池起火，商用電池陽極通常采用石墨而非鋰金屬。

為此，研究人員將重心放到了“固態(tài)”電池的優(yōu)勢上，旨在應(yīng)對新興市場高企的需求并進一步提升電池的性能：提升充電速度、儲能并提高電池的安全性。新款電池采用了固態(tài)電解質(zhì)，為戒備樹突的形成，采用了金屬陽極，在提升儲能的同時確保了電池的安全性。

不易燃的固態(tài)鈉電池（solidsodiumbattery）

日內(nèi)瓦大學(xué)理學(xué)院（UNIGE’sFacultyofSciences）物理化學(xué)專業(yè)的HansHagemann教授解釋道：“但目前還務(wù)必要找到一款適合的固態(tài)離子導(dǎo)體，且確保該材質(zhì)無毒、化學(xué)及熱能性質(zhì)穩(wěn)定，使鈉離子能夠自由地在電池的兩極之間移動。”

研究人員研發(fā)了一款硼基物質(zhì)——Na2(b12H12)0.5(b10H10)0.5，這是一種閉合型的硼，使鈉離子能夠自由流動。此外，由于該物質(zhì)是無機導(dǎo)體，戒備了充電起火的風(fēng)險。換言之，該材料的特性頗具前景。

EMPA能量轉(zhuǎn)換材料試驗室（MaterialsforEnergyConversionLaboratory）研究員兼UNIGE理學(xué)院博士生LéoDuchêne表示：“難點在于要建立電池三大層級（固態(tài)鈉金屬構(gòu)成的陽極、亞鉻酸鈉（NaCrO2）構(gòu)成的陰極、閉合型硼構(gòu)成的電解質(zhì)）間的緊密聯(lián)系。”

研究人員將部分電解質(zhì)溶解于溶劑中，然后加入了亞鉻酸鈉（NaCrO2）粉末。當(dāng)溶劑蒸發(fā)后，將陰極、電解質(zhì)及陽極堆疊后，將各層壓緊后形成該款固態(tài)鈉電池。

兩家研究機構(gòu)的人員隨后對該款電池進行了探測。EMPA研究人員兼該項目負責(zé)人ArndtRemhof表示：“團隊所采用的電解質(zhì)的電化學(xué)性能穩(wěn)定，可耐受3V電壓，這是鑒于在同等電壓下，許多早前探測的固態(tài)電池會損壞。”該研究項目由瑞士國家科學(xué)基金會（SwissNationalScienceFoundation，SNSF）及瑞士熱電儲能能源研究中心（SwissCompetenceCentreforEnergyResearchonHeatandElectricityStorage，SCCER-HaE）。

研究人員補充道：“目前已進行了250多次的電池充放電實驗，目前的電池容量為早前的85%，且電池功能正常。但倘若要投放市場的話，還要再進行1200次充放電實驗。此外，我們還要在室溫下探測該款電池，從而確認是不是有樹突生成，并調(diào)高電壓進行探測。目前，各項實驗均在進行中。”