美国的科学家展示了一种不带阳极的钠离子电池

无阳极电池或包含碱金属阳极材料的电池，是改善电池技术的许多可能途径之一。但是，这种电池往往会显示出严重的稳定性问题，并且树枝状晶体的形成会迅速导致短路或严重的性能损失。

作为对此的一种解决方案，正在对固态电池(最常包含锂金属阳极的固态电池)进行大量研究。但是，由圣路易斯华盛顿大学(WUS)领导的科学家研究了基于液体电解质的钠离子电池，这种新方法使他们能够制造出可工作的无阳极电池，该电池表现出了令人印象深刻的稳定性。WUS助理教授Peng Bai解释说：“ ...问题是，采用这种众所周知的化学方法，没人能证明这种无阳极电池可以具有合理的使用寿命。”“它们总是很快就会发生故障，或者容量很低，或者需要对集电器进行特殊处理。”

在WUS设计的电池在《高级科学》杂志上发表的论文《动态界面稳定性由显微光学操作实验证实，可实现高保留速率的无阳极钠金属全电池》中进行了描述。它由阳极侧的铜箔集电器，钠钒基阴极和氟磷酸钠液体电解质组成。

该电池每个循环的容量保持率达到99.93%。该论文的主要作者马炳元说：“在我们的发现中，没有树突，没有手指状的结构。”“从未见过这种碱金属的这种生长方式。”

干燥透明

该小组将其成功至少部分归因于较长的电解质干燥过程，并将其水分​​含量降至最低，并指出这在电池研究中通常不被视为首要关注的问题。“水含量必须低于百万分之十。”白说。

通过设计所谓的透明毛细管电池，该小组还能够更好地观察电池的工作机理。这使他们能够更轻松地观察运行中的电池，在更早的研究中，事实是事后将电池拆开，以便弄清发生了什么事。Bai补充说：“真正重要的是动态过程中的不稳定性，没有任何方法可以描述这种情况。”“我们可以清楚地看到，如果您对电解质没有良好的质量控制，则会看到各种不稳定性，包括树突的形成。”

该组织表示，其研究应推翻许多先前对无阳极电池设计的认知，并且未来的研究可能会扩展到液体电解质电池中其他金属阳极的增长。他们总结说：“我们的工作证明了实现液体电解质中碱金属理想界面稳定性的可能性和意义。”