据近日cnBeta的报道，斯坦福大学的研究人员研发出了一种钠基电池，能够以80%不到的成本，存储与锂离子电池相当的能量。此项研究的首席研究员正是著名华裔科学家，鲍哲南。她表示：“性能上，锂元素暂时还找不到对手。但它实在太贵太稀有，因而我们需要开发元素更加丰富、成本更加低廉的钠基电池”。

鲍哲楠（左一）和“人造皮肤”研究团队

近来，对于锂电能源提升性能乃至更新换代的研究非常多，但能够实现商业化者寥寥。此次研究的关注，更多来自于人们对研究方的信任与期待。2015年，鲍哲南因柔性人造皮肤开发，入选《自然》（Nature）杂志年度对全球科学界产生重大影响的十大人物。今年3月，她还获得2017年度“世界杰出女科学家奖”。

斯坦福

鲍哲南团队使用的新型钠离子电池阴极材料，右图中黄色为钠离子，"镶嵌"在红色和灰色标识的肌醇中。一个Na2C6O6一次最多可以携带4个钠离子，拥有极高的能量密度。

此次研究，斯坦福团队采用了钠盐电极的设计，充上正电荷的钠离子会游向充负电荷的磷正极——这两种元素在自然界中的储量都很丰富。相形之下，开采一吨锂的的费用约为1.5万美元，而开采一吨钠的费用仅为150美元。

在新设计的钠离子电池中，钠离子可附着在肌醇上，而肌醇是一种常见的化合物，可从米糠或玉米加工过程中的液体副产物中提取。钠离子和肌醇的新结合显著改善钠基电池的离子循环，使离子能更有效地从阴极移动穿过电解质到磷阳极，继而产生更强的电流。

研究人员还称：为了改进充放电循环周期，他们分析了电池工作时，钠离子附着和脱离阴极的原子力水平。最终，他们的钠离子电池实现了高达484mAh/g的可逆容量、以及726Wh/kg的能量密度。新电池的能源效率据称超过了87%，至于最重要的成本方面，研究人员声称可以80%不到的投入，实现与锂离子电池相当的储电量。

这项研究的详情，已经发表在近日出版的《自然能源》（Nature Energy）期刊上。不止如此，在2017年还有来自国内外针对钠基电池的其他研究成果。

德州大学与首尔大学

锰基钠离子电池

据今年7月盖世汽车的一篇报道，美国德克萨斯大学达拉斯分校与韩国首尔国立大学共同研发出一款全新电池，其采用锰基钠离子材料。研究团队采用钠取代了阳极内占比最大的材料——锂，并用锰取代价格更为昂贵、储量更为稀缺的钴和镍。

西安交大与中科院物理所

据西安交大9月的新闻报道，西安交大前沿科技研究院李巨教授课题组与中国科学院物理所胡勇胜研究员课题组合作研究发现，以往硬碳负极研究中的传统半电池方法，严重低估了硬碳负极的性能，他们提出了评估硬碳性能的改进方案。采用夏威夷果壳作为前驱体经高温裂解得到的MHC硬碳，可以提供314mAh/g的比容量，以及91.4%的首周效率，是目前报道的首周效率最高的硬碳材料。与NCNFM正极材料组成全电池后，倍率性能远远超过其半电池，并且可以在1C倍率下循环1300周，容量保持率超过70%。

推荐阅读：镁电池来了，锂电还来得及转型吗？

粉体圈 作者：启东