隨著全球對可持續能源的需求日益增加，鈉電池作為鋰離子電池的替代品，提供了一個更環保且成本更低的選擇。然而，鈉電池的最大缺陷一直是其不穩定性。最近，由香港的研究團隊主導的研究顯示，他們成功解決了這一問題。這個團隊包括了來自嶺南大學的研究人員，以及清華大學和北京理工大學的同事。他們的研究成果顯示，鈉電池的主要弱點——在快速充電過程中的短路和快速容量損失問題已經得到克服。
研究團隊的解決方案相對簡單。他們通過提高電解質中的鹽濃度，使鈉離子以更平滑、更可控的方式沉積。這一改變不僅增強了電池的安全性和耐用性，也大幅提升了充電速度。在實驗室測試中，無陽極鈉電池的關鍵電流密度超過了 20 mA cm⁻²，並支持高達 10C 的充電速率，這意味著充電時間可以縮短至數分鐘，而不是數小時。經過 500 次充放電循環後，這些電池仍保持超過 70% 的容量，顯示出其優越的性能。
這項研究的顯著成果在於改變了沉積動力學，從擴散控制轉變為電荷轉移控制，從而防止了通常會損害鈉電池的樹狀晶體。這一進展不僅提高了電池的穩定性，還在生產和運輸過程中提高了安全性，因為在完全放電的情況下不會存在金屬鈉的風險。嶺南大學的李亮亮教授強調，隨著全球社會對電動車和電子產品的依賴加劇，鋰資源的稀缺性和成本問題愈加明顯，提取過程也會對土地和水源造成傷害。因此，他們的新型無陽極鈉電池用鈉取代鋰，鈉是一種更為豐富且經濟的資源。
儘管研究顯示鈉電池在性能上有了顯著的進步，但在擴展至電動車或可再生儲能系統之前仍面臨不少挑戰。為了與鋰離子電池匹敵，循環壽命需要翻倍或三倍，而高濃度電解質可能會顯得昂貴且導電性較差。能量密度同樣是一個障礙，鈉在每公斤儲存的能量方面仍落後於鋰電池。儘管如此，這項研究的簡單性使其結果特別引人注目。研究人員並未依賴昂貴的材料或複雜的塗層，而是通過電解質化學來提升性能，這使得從實驗室電池轉化為大規模原型的可能性增大。
李教授表示，這項研究回應了全球和地方在能源轉型上的迫切需求，所開發的技術有潛力支持更綠色且更具經濟效益的移動解決方案，同時減少對進口鋰的依賴。這一項目與香港的碳中和和電動移動目標相契合，並符合聯合國在清潔能源和氣候行動方面的可持續發展目標。該研究結果已在《先進能源材料》期刊上發佈，標誌著鈉基電池技術的一個重要里程碑。
