固态钠离子电池比传统的锂离子电池安全得多，后者存在着火和爆炸的风险，但它们的性能太弱而无法抵消安全优势。研究人员周五报道开发了一种有机阴极，可显着提高稳定性和能量密度。
Joule杂志报道的改进表现与两个主要发现有关：
通常在循环期间形成的电解质和阴极之间的电阻界面可以反转，延长循环寿命，并且
有机阴极的柔韧性使其能够在与固体电解质的界面处保持紧密接触，即使在循环期间阴极膨胀和收缩时也是如此。
休斯顿大学电气与计算机工程副教授，该论文的通讯作者严尧表示，有机阴极 – 被称为PTO，用于芘-4,5,9,10-四酮 – 具有独特的优势。以前的无机阴极。但他说，基本原则同样重要。
“我们首次发现阴极和电解质之间形成的电阻界面可以逆转，”姚说。“这可以促进稳定性和更长的循环寿命。” Yao还是UH的德克萨斯超导中心的首席研究员。他的研究小组专注于能源生产和储存的绿色和可持续有机材料。
阎良电气与计算机工程系的研究助理教授“Leonard”Liang表示，接口的可逆性是关键，使固态电池能够在不牺牲循环寿命的情况下达到更高的能量密度。通常，当形成电阻阴极 – 电解质界面时，固态电池的储能能力会停止; 他说，扭转这种阻力可以使循环过程中能量密度保持很高。
具有液体电解质的锂离子电池能够存储相对高的能量，并且通常用于为现代生活工具提供动力，从手机到助听器。但是，火灾和爆炸的风险引起了人们对其他类型电池的兴趣，固态钠离子电池有望以更低的成本提高安全性。
姚氏集团的博士后研究员Xiaowei Chi说，一个关键的挑战是找到一种与锂离子电池中使用的液体电解质一样导电的固体电解质。现在可以获得足够导电的固体电解质，剩下的挑战是固体界面。
固体电解质引起的一个问题是：电解质难以与传统的刚性阴极保持紧密接触，因为后者在电池循环期间膨胀和收缩。在姚氏集团工作的博士生方浩表示，有机阴极更柔韧，因此能够与界面保持接触，从而延长了循环寿命。研究人员称这种接触在至少200个周期内保持稳定。
“如果你在电极和电解质之间有可靠的接触，你就很有可能制造出高性能的固态电池，”郝说。