下一代電池可能會采用更豐富、更環(huán)保的堿金屬或多價(jià)離子，取代鋰離子。兼具快速充放電性能的高能量密度電池主要的挑戰(zhàn)是開發(fā)出穩(wěn)定的電極。美國和中國科學(xué)家在《Angewandte Chemie》雜志中報(bào)道了一種由有機(jī)聚合物制成的高性能電極，可用于制造低成本、環(huán)境友好且長壽命鈉離子電池。有機(jī)化合物作為電極材料有利的方面是因?yàn)樗鼈儾缓泻η野嘿F的重金屬，而且可以適應(yīng)不同的用途。不利的方面是會溶解在液體電解質(zhì)中，從而造成電極不穩(wěn)定。美國馬里蘭州大學(xué)王春生團(tuán)隊(duì)和一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)將一種有機(jī)聚合物用于制備高容量、快速充電并且不溶解的正極材料。研究結(jié)果表明，對于鈉離子電池而言，這種聚合物在容量和耐久性方面優(yōu)于目前使用的聚合物或無機(jī)電極，對多價(jià)鎂和鋁離子電池而言差距不大。經(jīng)過在鋰電池和超級電容器上測試，作為一種適宜的電極材料，科學(xué)家們認(rèn)定有機(jī)化合物六氮雜萘(HATN)具備制備高能密度電極的能力，能迅速嵌入鋰離子中。然而，與大多數(shù)有機(jī)材料一樣，HATN也會溶解在電解質(zhì)中，在循環(huán)過程電極變得不穩(wěn)定。現(xiàn)在的方法是將單個(gè)分子鏈接在一起，形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。他們獲得了一種叫做聚合HATN或PHATN的聚合物，使鈉、鋁和鎂離子電池的反應(yīng)更快、容量更高。電池組裝后，科學(xué)家們使用高濃度電解質(zhì)對PHATN電極進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)非鋰離子具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。作者稱，鈉電池可以在3.5 V的高壓下工作，即使在5萬次循環(huán)后仍能保持100 mA/g以上的容量，相應(yīng)的鎂和鋁電池緊隨其后，極具競爭力。研究人員預(yù)期這種聚合吡嗪電極(基于HATN的有機(jī)吡嗪是一種芳香烴類具有果味的富氮有機(jī)物)可用于環(huán)境友好、高能量密度、快速和超穩(wěn)定的下一代可充電電池。