旨在使钠离子电池成为有销路的商品

钠离子电池是存在的，但对于大多数消费者来说并不是有用的形式。电池充电速度慢，使用寿命比锂离子电池短。锂是电池的首选，因为它是最小的阳离子或带正电的离子，不发生化学反应。

这种特性使其能够进出电池的阴极和阳极，而不会碰撞到太多其他原子。离子的自由移动使锂离子电池能够快速充电，并且被推离位置的原子相对较少，从而具有较长的使用寿命。

与此同时，钠是第二小的阳离子，但体积要大得多，这意味着它在穿过阴极和阳极之间的材料时面临更大的阻力。电阻使材料中原子的排列变形，使电池充电缓慢并缩短使用寿命。

“我们正着手使钠离子电池成为一种适销对路的商品。我们的目标是在未来10年内让钠电池达到目前锂电池的水平。”中心主任、加州大学洛杉矶分校杰出化学教授莎拉·托尔伯特(SarahTolbert)说道。

“我们正在通过开发具有大空间的材料来做到这一点，这样钠就可以在不强迫其他原子重新排列的情况下移动，通过工程层来抵抗钠的重新排列，并通过制造具有延展性并能够弯曲以适应体积变化的材料。”

另一个巨大的挑战是确保电池中的所有其他元件也都是低成本的。这需要放弃镍和钴等传统电池材料，转而专注于铁、锰、钛、硫和磷等低成本元素。

“这个项目令人兴奋的挑战是解决实际空间中的基本材料问题。当你能做到这一点时，就有可能既推动科学进步，又对社会产生积极影响。”托尔伯特说。

STORE中心将在未来三年内从能源部的新能源Earthshots计划中获得450万美元，该计划将投资2.64亿美元在未来10年内加速清洁能源技术的发展。该计划让人回想起1962年约翰·F·肯尼迪总统呼吁大规模动员科学和工程人才的计划，该计划被称为“登月计划”，该计划在十年内将人类送上月球。

加州大学洛杉矶分校化学教授段向峰、材料科学教授布鲁斯·邓恩和化学工程教授李玉章也在该中心发挥着关键作用。合作者包括来自加州大学圣巴巴拉分校、南加州大学、加州理工学院和斯坦福线性加速器中心的科学家。