日本的研究團隊近期在鈉離子電池技術上取得重要進展，這個發現有望為更安全且高效能的鈉離子電池鋪平道路。研究人員發現，將磷添加到鈉-釔-矽酸鹽玻璃中，可以促進新一代鈉離子電池的發展。這項研究顯著提升了在固態鈉離子電池中作為固體電解質的性能。
來自工学院大学的研究人員指出，這一改進源自 Na5RSi4O12 晶體相（R = 稀土元素），該材料可用作全固態鈉離子電池的固體電解質。團隊透露，這種晶體相可作為玻璃陶瓷獲得，而在玻璃前驅體中添加磷（P）則大幅擴展了 Na5RSi4O12 相的形成範圍。這項研究發表在《國際陶瓷雜誌》中，顯示研究團隊使用中子和高能 X 射線衍射、固態核磁共振光譜和顯微鏡等方法來評估玻璃及其結構，探討磷的添加對玻璃結構和結晶後磷的狀態的影響。
研究發現，磷的添加導致 Na4Y0.6P0.2Si2.8O9 玻璃中 SiO4 和 PO4 四面體組成的三維網絡略微聚合，但不影響其離子導電性。在 Na4Y0.6P0.2Si2.8O9 玻璃陶瓷中，磷幾乎完全溶解在 Na5YSi4O12 晶體的硅位點中，而不是留在殘餘的玻璃中。根據研究，將硅替換為具有較高電負性的磷可能會影響玻璃陶瓷的離子導電性。
團隊強調，鈉離子電池的運作原理與鋰離子電池相似，並具備快速充放電的特性。因此，全固態鈉離子電池的實際應用在許多行業中受到高度期待。該研究合成並評估了不含磷和含磷的玻璃及玻璃陶瓷，使用各種分析方法來明確磷的添加對玻璃結構及結晶後磷狀態的影響。
這一方法為高效能鈉離子固體電解質提供了有前景的見解，這對於在能源儲存應用中實現可持續未來至關重要。使用不易燃的無機電解質可提高安全性並實現更快的充電，使這些材料對於新一代電池特別具有吸引力。鈉電池作為可充電的儲能設備，使用鈉離子（Na⁺）來儲存和釋放能量，其運作原理與鋰離子電池相似。鈉電池受到關注的主要原因之一是鈉資源豐富且成本低廉，廣泛存在於食鹽（氯化鈉）和海水中，這使其在地理上比鋰更具可及性。這種豐富性降低了材料成本及供應鏈風險。此外，一些鈉電池化學成分提供了更好的安全性，並能在較低溫度下良好運行，特別適合支持太陽能和風能等可再生能源的大規模儲能系統。
