全固态钠离子电池安全性高，运作方式也跟常见的锂离子电池差不多，且钠的地壳含量比锂还要多，为受看好的新生代电池，而现在美国科学家再帮全固态钠离子电池提高装备性能，运用新型有机阴极让电池稳定性跟能量密度更上一层楼。
固态钠离子电池除了具有不易起火燃烧优点，也有成本低、原材料丰富优势，但在发展成熟的锂离子电池面前，钠电池还是个蹒跚学步的幼童，要商业化还有许多挑战待跨越，像是在电池充放电途中钠离子容易迷路、固态电解质与电极之间接触不良跟固态电解质界面（material-solid electrolyte interfaces）降低储电性能等。
通常锂离子电池在电池首次充放电时，电极与电解质之间会形成固态电解质特性的钝化层，其便是固态电解质界面，厚度约为千分之毫米，在锂电池中可保护碳粒与酸性电解质发生有害反应，同时让离子在电极跟电解质之间穿梭。
然而在钠离子电池中，固态电解质界面就是个大难题，当充电电压高于硫化物电解质，电解质跟电极之间就会出现电阻层（resistive layer）。
对此，美国休士顿大学带来新型的电极设计，希望可运用有机聚合物芘四酮（pyrene-4,5,9,10-tetraone，PTO）来解决这些问题。休士顿大学电机与电脑工程副教授 Yan Yao 表示，与过去的无机材料相比，PTO 更具优势，且透过全新的阴极，研究也首次发现，阴极和电解质之间的电阻界面可逆转（reverse），进而延长电池的寿命跟提高稳定性。
休士顿大学电机与电脑工程助理教授 Leonard Liang 则表示，在电池运作中，界面可逆性是一大重点，这让固态电池可在不减少寿命的情况下，提高能量密度。通常一旦形成电阻层，固态电池的储电性能就会归零，扭转这状况将有助于研发寿命与能量密度兼具的固态钠电池。
除此之外，由于新型电极是由有机聚合物组成，柔韧性较高，可解决过去刚性阴极跟固态电解质接触不良的问题。其中阴极材料在电池充放电时，会不断膨胀与收缩，进而产生压力，假如材料无法迅速排解压力，材料可能就会出现裂缝。
目前团队也已打造出 PTO 电池原型，其表现也相当良好，其能量比（specific energy）约为每公斤 587 Wh，循环稳定性则达 500 次，初步显示休士顿大学的有机阴极材料具成效，未来有机会研发性能更强的固态钠离子电池。
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（首图来源：pixabay）
