9月15日消息，德国研究团队（Andrea Cornelio、Gustav Graeber 等，来自 TU 达姆施塔特等机构）9月11日在 arXiv 提交论文，研究 NASICON 型钠离子固体电解质的烧结工艺-性能关系，发现"非反应烧结"策略可显著提升材料致密度与离子电导率，为室温固态钠电池的电解质工程提供了直接工艺指导。
NASICON（钠超离子导体）材料是室温固态钠电池最有前景的固体电解质之一，通常经固相反应合成。该团队首先确定了 Na3Zr2Si2PO12 与 Na3.4Zr2Si2.4P0.6O12 中 NASICON 相的形成温度，随后将煅烧温度在900-1200°C区间调节，获得预反应程度不同的粉体。在相同烧结条件下，煅烧粉中 NASICON 相含量越高，烧结体越致密：非反应烧结使 Na3.4Zr2Si2.4P0.6O12 的晶界电导率提升130%，总电导率从900°C煅烧粉的1.60mS/cm 升至1200°C煅烧粉的2.95mS/cm。
研究还揭示了加工过程中的一个隐性失效机制：磷在加工中的流失会损害材料对钠金属电极的循环稳定性。团队提出偏离化学计量的补磷策略加以解决，最终实现5.0mA/cm²的临界电流密度、3.82mS/cm室温电导率，并对钠金属电极稳定循环超过400小时。
科学意义在于，该工作将合成与加工条件直接关联到固体电解质的最终微观结构与电化学性能——晶界而非晶粒成为电导率瓶颈、挥发组分的化学计量补偿决定界面稳定性，这两条结论对 NASICON 乃至更广的氧化物固体电解质放大生产均有指导价值。固态钠电池因钠资源丰度高、成本低，被视为大规模储能（而非乘用车动力电池）场景下锂固态电池的补充路线。
（来源：arXiv）