有鑒於鋰的高成本及稀缺性，科學界一直在加緊尋找可與之相媲美的替代元素。鈉元素全球儲量豐富且成本低廉，因此成為了當前主流鋰離子的替代“候選人”之一。不過，儘管鈉離子電池在原材料成本和安全性方面具有優勢，但若要取代無處不在的鋰電，仍還有改進的空間。在最新的一項研究中，日本科學家們就希望能夠開發出一種比鋰電池製造成本更低，電池儲能量和釋放效率更高的鈉離子電池。
為此，日本東北大學的研究人員想通過增加單個電池電芯中電池活性材料的負載量，來實現高性能、低成本電池。這將減少用於將多個電芯結合在一起的非活性物質。然而，這就需要製造更厚的電極，會限制電池內離子的移動，從而限制電荷的移動。
通過不懈的努力，研究人員終於解決了上述障礙。該團隊開發了一種方法，以製備微架構、高性能負極。他們利用3D立體光刻術來打印由樹脂製成的微晶格結構。然後通過一種稱為“熱解”的過程，使這種微晶格碳化並縮小。
據稱，由此產生的硬碳電極可以快速傳輸能產生能量的離子。此外，隨着研究團隊將晶格結構細化，其性能也有所提高。這項研究成果已於近期發表在了《微小》（Small）雜誌上。
日本東北大學材料科學家Akira Kudo表示，“隨着3D打印機的分辨率不斷提高，鈉離子電池的性能最終可能超過鋰離子電池。”
下一步，該團隊將致力於使用相同的方法來製造正極，並最終利用這些精心設計的電極，製造高性能、高性價比的鈉離子電池。