研究人員已經開發出全固態鈉電池，這些電池在零下溫度下仍能保持良好的性能。這項研究由加州大學聖地亞哥分校的團隊進行，這些鈉電池有潛力取代基於鋰的能源設備。鈉作為一種便宜、豐富且對環境影響較小的替代品，吸引了許多關注，但目前他們所開發的全固態電池在室溫下的性能仍不佳。研究人員將鈉氫化硼酸鹽的亞穩定形態加熱至開始結晶的溫度，然後迅速冷卻以穩定晶體結構。這是一種已經被廣泛應用的技術，但此前並未在固體電解質上使用。
研究人員認為，這種熟悉的技術在未來有望將實驗室的創新轉變為實際產品。芝加哥大學普利茅斯分校分子工程系的Y. Shirley Meng教授表示：「這不是鈉與鋰之間的競爭。我們需要兩者。當我們思考未來的能源儲存解決方案時，應該想像同一個千兆工廠可以生產基於鋰和鈉化學的產品。這項新研究使我們更接近這個終極目標，同時推進基礎科學的發展。」研究團隊還強調，鈉化學具有吸引力，但鈉固體電解質在室溫下的離子導電性有限。
加州大學聖地亞哥分校的研究團隊通過計算和實驗數據相結合，評估了鈉氫化硼酸鹽的亞穩定性，並顯示從結晶區域快速冷卻能使正交相的鈉離子移動性更快。研究人員強調，當這種亞穩定相與氯化物基固體電解質包覆的陰極結合時，能夠實現厚且具有高面積加載的複合陰極，並在零下溫度下保持良好性能。研究人員在《Joule》上發表的研究中指出：「由於其基本原理是穩定有利擴散的陰離子框架，因此這種方法可以轉移至相關的氫化硼酸鹽及其他陰離子聚類化學中。這項工作提供了一種高效能固體電解質的實用設計策略和加工指導。」
來自新加坡A*STAR材料研究與工程研究所的共同第一作者Sam Oh表示，這項研究幫助將鈉在電化學性能上與鋰放在更平等的競爭地位。Oh說：「我們的突破在於我們實際上穩定了一種未被報導的亞穩定結構。這種鈉氫化硼酸鹽的亞穩定結構具有非常高的離子導電性，至少比文獻中報導的高出一個數量級，並且比其前驅體高出三到四個數量級。」這項研究的進展推動了鈉成為一種可行的電池替代品，這是應對鋰資源稀缺和環境損害的重要一步，未來還有許多工作需要完成。
