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有鉴于锂的高成本及稀缺性，科学界一直在加紧寻找可与之相媲美的替代元素。钠元素全球储量丰富且成本低廉，因此成为了当前主流锂离子的替代“候选人”之一。不过，尽管钠离子电池在原材料成本和安全性方面具有优势，但若要取代无处不在的锂电，仍还有改进的空间。在最新的一项研究中，日本科学家们就希望能够开发出一种比锂电池制造成本更低，电池储能量和释放效率更高的钠离子电池。

为此，日本东北大学的研究人员想通过增加单个电池电芯中电池活性材料的负载量，来实现高性能、低成本电池。这将减少用于将多个电芯结合在一起的非活性物质。然而，这就需要制造更厚的电极，会限制电池内离子的移动，从而限制电荷的移动。

通过不懈的努力，研究人员终于解决了上述障碍。该团队开发了一种方法，以制备微架构、高性能负极。他们利用3D立体光刻术来打印由树脂制成的微晶格结构。然后通过一种称为“热解”的过程，使这种微晶格碳化并缩小。

据称，由此产生的硬碳电极可以快速传输能产生能量的离子。此外，随着研究团队将晶格结构细化，其性能也有所提高。这项研究成果已于近期发表在了《微小》（Small）杂志上。

日本东北大学材料科学家Akira Kudo表示，“随着3D打印机的分辨率不断提高，钠离子电池的性能最终可能超过锂离子电池。”

下一步，该团队将致力于使用相同的方法来制造正极，并最终利用这些精心设计的电极，制造高性能、高性价比的钠离子电池。

标签： 科学探索 钠电池研发突破全新电极兼具高性能和低成本