鈉離子電池是一種很有前途的儲能技術，在固定存儲領域的商業化程度已經很有限。鈉離子已經引起了研究人員的廣泛關注，因為它提供了一種鋰離子電池的替代品，這種電池依賴于更便宜、更豐富的材料。

在能量密度方面，鈉離子技術比鋰稍落后。這意味著它被廣泛認為是不切實際的應用，如電動汽車或消費電子產品，其中電池的大小和重量是一個主要問題。然而，東京科學大學（TOS）的科學家們的一項新發現可能會推翻這一假設。

該大學的一個小組研究了碳電極材料來提高鈉離子電池的容量，并開發了一種制造多孔硬質碳陽極的技術。本文介紹了一種新型硬碳鈉離子電池正極材料的制備技術，該材料將解決鋰離子電池的難題。

氧化鎂模板

該工藝的關鍵是使用氧化鎂（MgO）作為孔隙大小和結構的“模板”。MgO顆粒形成碳基體，并在600攝氏度下進行預處理，然后在1500攝氏度下進行酸浸和碳化。經過一系列優化氧化鎂模板和計算理想制備條件的實驗后，該小組能夠制備出每克478millamp小時的容量的硬質碳，并且在第一個循環中具有88%的庫侖效率（電荷轉移效率）。

TOS教授ShinichiKomaba指出，之前報道的這種材料的最高值是438毫安時/克，這是通過在更高的溫度下加工實現的。TOS給出的計算結果表明，使用這種陽極的鈉離子電池的電壓差比現在的標準鋰離子電池略低，但仍能使能量密度增加約19%（每千克1600瓦時，而不是1430瓦時）

科馬巴說：“我們的研究證明，實現高能鈉離子電池是可能的，推翻了人們普遍認為鋰離子電池具有更高的能量密度。”。“我們開發的具有極高容量的硬碳為新型儲鈉材料的設計打開了一扇門。”

其他正在研究中的電池概念所承諾的能量密度遠遠超出了TOS在這里所達到的水平，目前尚不清楚這種新概念還能擠出多少性能。然而，這項工作可能迫使研究人員重新思考鈉離子電池的可行性。下一步將是評估這種方法的實用性，以及這種材料是否能在多次循環中保持穩定性，并達到至少與當今鋰離子技術相當的壽命。