中国の東南大学とHiNa Battery Technologyの研究チームは、4分で完全充電が可能で、2000サイクル後も容量の90%を維持するナトリウム金属電池を開発した。この性能が実用化されれば、電気自動車用バッテリーの経済性を一変させる可能性がある。
Nano-Micro Lettersに掲載された主要な革新技術は、in situ重合法で作製されたスズ系準固体ゲル電解質（Sn-FB QSE）である。この電解質は、ナトリウム金属電池がリチウムイオン電池に対抗する妨げとなっていたデンドライト成長と限られたサイクル寿命という2つの基本的課題を解決する。
仕組み
この電解質は「二重相互連動メディエーター」設計を採用している。スズ(II)イオン（Sn²⁺）が1,3-ジオキソランの重合を開始して均一なポリマーネットワークを形成する一方、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸塩（DFOB⁻）アニオンが重合の暴走を防ぐ遅延剤として機能し、高い耐パンク強度（8.5 kPa）と低い多分散性を備えたゲルを生成する。
この設計により、ナトリウムイオン輸率は0.94に達し、ナトリウムイオンがほぼすべてのイオン電流を運ぶことで、デンドライト核形成を促進する濃度勾配が解消される。比較として、従来の準固体電解質の輸率は0.4〜0.7である。
電池動作中、システムは両電極に同時に保護層を構築する。Sn²⁺はアノードで還元され、電場を均一化するハイブリッドNaSn合金と無機リッチな固体電解質界面（SEI）を形成する。一方、DFOB⁻はカソードで酸化され、薄く頑丈なカソード電解質界面（CEI）を構築する。この双方向工学により、電池は数千サイクルにわたる安定性を得ている。
性能
15Cの充電レートでは、約4分で完全充電に達し、80.1 mAh g⁻¹の比容量を実現する。より穏やかな3Cレート（20分充電）では、2000サイクル後も容量の90%を維持し、市販リチウムイオン電池の理論的サイクル寿命限界に匹敵する。
ナトリウム対称セルは、0.1 mA cm⁻²で6,000時間、デンドライト関連の故障なく動作した。
経済的考察
ナトリウムはリチウムより約30〜50倍安く、地殻中での存在量は約100倍多い。ナトリウム系電池のコストは1キロワット時あたり40〜60ドルと見積もられており、現在のリチウムイオンパックの約100〜120ドル/kWhと比較される。安全性の利点（ナトリウムイオンは熱暴走を引き起こさず、準固体ゲルが液体電解質の漏出を防止する）と相まって、この技術は、1回の充電での航続距離よりもコスト、安全性、急速充電が重視される用途に魅力的な選択肢を提供する。
都市部の通勤用EV、フリート車両、公共交通機関が最も自然な初期用途となる。長距離車両については、ナトリウム化学のエネルギー密度の低さ（約80 mAh g⁻¹、リチウムイオンの150〜200 mAh g⁻¹）が依然として制約となる。
本研究は、ナトリウムイオン電池の商業化をリードする企業の一つであるHiNa Battery Technologyによって支援されており、実験室での実証から産業規模への明確な道筋を示唆している。
雅子 訳