在电动汽车、再生能源的时代，电池扮演举足轻重的储能地位，然而现阶段的锂电池却有易燃、污染性高等缺点。近日，韩国成均馆大学（Sungkyunkwan University）化工研究团队研发一种模拟哺乳动物骨骼的钠电池，能在充放电1万次后保有91%的电容量，为储能提供新的解决方案。
研究团队将论文发布在《Applied Physics Reviews》期刊。
研究团队参考哺乳类骨骼，让钠电池保持结构完整性
相较于锂，钠元素的储量更为丰富，分布也较广泛，因此科学界已积极研究钠离子电池的可能性；然而钠阴极在高压下极不稳定，科学家也未能找到高性能的钠阴极材料，钠电池发展遇到瓶颈。
但成均馆大学的研究突破这项瓶颈。研究团队表示，之所以选择哺乳动物骨骼作为钠电池阴极的参照模型，在于它们由双重材质组成：骨骼外部是坚硬的钙，而骨骼内部（骨髓）则是多孔、柔软、有弹性的海绵状物质。这产生了软硬复合效果，让骨骼能承受身体重量，同时在压力下能具备弹性，保持结构完整性。
研究团队使用氧化石墨烯来模拟骨骼的坚硬外部，并使用名为NVP的多孔材料来模拟骨髓，研发出聚阴离子Na3V2（PO4）3还原氧化石墨烯复合材料（BI- NVP）阴极电池，让钠电池保持结构完整性。而聚阴离子化合物也有较佳的循环稳定性与热稳定性，以及更平均的电压分布。
进行1万次的充放电循环后，钠电池仍保有91%的电容量
根据测试，该钠电池能在3.6秒内达到高充电速率。在1C的充电速率下，BI-NVP能具有理论容量的97%；而在200C的超高速率下，它也能保持电压平稳。此外，在50C之下进行1万次的充放电循环后，钠电池仍维持91%的容量，而锂电池只能进行400到1200次的循环。
虽然实验取得初步成功，但仍处于概念验证的阶段。研究团队成员Ho Seok Park表示，未来需要进行大规模的综合研究，以了解钠电池在更多应用场景的表现，探讨取代锂电池的可能性。
参考资料
《Applied Physics Reviews》、《INVERSE》