钠离子电池是一种很有前途的储能技术，在固定存储领域的商业化程度已经很有限。钠离子已经引起了研究人员的广泛关注，因为它提供了一种锂离子电池的替代品，这种电池依赖于更便宜、更丰富的材料。
在能量密度方面，钠离子技术比锂稍落后。这意味着它被广泛认为是不切实际的应用，如电动汽车或消费电子产品，其中电池的大小和重量是一个主要问题。然而，东京科学大学（TOS）的科学家们的一项新发现可能会推翻这一假设。
该大学的一个小组研究了碳电极材料来提高钠离子电池的容量，并开发了一种制造多孔硬质碳阳极的技术。本文介绍了一种新型硬碳钠离子电池正极材料的制备技术，该材料将解决锂离子电池的难题。
氧化镁模板
该工艺的关键是使用氧化镁（MgO）作为孔隙大小和结构的“模板”。MgO颗粒形成碳基体，并在600摄氏度下进行预处理，然后在1500摄氏度下进行酸浸和碳化。经过一系列优化氧化镁模板和计算理想制备条件的实验后，该小组能够制备出每克478millamp小时的容量的硬质碳，并且在第一个循环中具有88%的库仑效率（电荷转移效率）。
TOS教授ShinichiKomaba指出，之前报道的这种材料的最高值是438毫安时/克，这是通过在更高的温度下加工实现的。TOS给出的计算结果表明，使用这种阳极的钠离子电池的电压差比现在的标准锂离子电池略低，但仍能使能量密度增加约19%（每千克1600瓦时，而不是1430瓦时）
科马巴说：“我们的研究证明，实现高能钠离子电池是可能的，推翻了人们普遍认为锂离子电池具有更高的能量密度。”。“我们开发的具有极高容量的硬碳为新型储钠材料的设计打开了一扇门。”
其他正在研究中的电池概念所承诺的能量密度远远超出了TOS在这里所达到的水平，目前尚不清楚这种新概念还能挤出多少性能。然而，这项工作可能迫使研究人员重新思考钠离子电池的可行性。下一步将是评估这种方法的实用性，以及这种材料是否能在多次循环中保持稳定性，并达到至少与当今锂离子技术相当的寿命。
