當(dāng)涉及到可能提供更好性能的替代電池結(jié)構(gòu)時，有許多令人興奮的可能性和一個非常普遍的障礙。被稱為枝晶的樹枝狀生長物在電極上形成，阻礙了許多有前景的實驗性電池的性能，但是得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的一個團隊正在提出一個特別環(huán)保的解決方案，他們利用一種類似于分層糕點的新型制造技術(shù)。

這項研究的中心技術(shù)就是所謂的鈉電池，這是一個有吸引力的提議，因為它們避開了今天的電池中使用的鋰和鈷等重金屬。這些材料的開采與環(huán)境影響有關(guān)，如水供應(yīng)的污染和土壤退化，此外還有與童工有關(guān)的人權(quán)問題。

相比之下，鈉是廉價和豐富的，并有望成為更環(huán)保的能源儲存解決方案。但是，使其性能達(dá)到今天的鋰離子電池的努力一直受到一些問題的困擾，其中最主要的是枝晶的形成問題。這些枝晶往往在陽極上形成，陽極是儲存充電電池中的離子的電極，當(dāng)設(shè)備循環(huán)時，可能導(dǎo)致其短路、過熱或起火。

其目的是盡可能均勻地沉積陽極材料，即使表面有輕微的缺陷，也會給枝晶提供它們所需的起點，從而使整個設(shè)備解體。得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員認(rèn)為他們已經(jīng)想出了解決這個問題的辦法，他們已經(jīng)通過將一種稱為碲化銻金屬間化合物的復(fù)合材料作為陽極來解決這個問題。

這是由金屬鈉的薄片形成的，這些薄片被卷在碲化銻粉末上，然后折疊起來。這個過程反復(fù)進行，以形成陽極材料，并導(dǎo)致鈉原子的高度均勻分布，以減少枝晶形成的可能性。

設(shè)計這種材料的研究作者 David Mitlin說：“想想看，制作一種分層糕點，就像spanakopita。”

這種復(fù)合材料的作用不僅僅是防止枝晶的形成和提高鈉電池的穩(wěn)定性。科學(xué)家們指出，它比任何現(xiàn)有的鈉離子陽極具有更高的理論能量密度，因此可以帶來更大的存儲容量，并且還可以使其以與鋰離子電池相同的速度充電。

“我們基本上是同時解決了兩個問題，”Mitlin說。“通常情況下，充電越快，生長的這些枝晶就越多。因此，如果你抑制枝晶的生長，你可以更快地充電和放電，因為突然間它就安全了。”

科學(xué)家們已經(jīng)為該技術(shù)申請了專利，并在《先進材料》雜志上發(fā)表了他們的研究。