钠离子电池 (SIB) 因其作为替代能源存储解决方案的前景而备受关注，但目前正极材料的能量密度有限，这带来了挑战。普林斯顿大学 Dincă 集团的研究人员开发了一种层状无金属正极材料——双四氨基苯醌 (TAQ)，具有低带隙、高电导率和最小溶解度的特点。这种有机材料通过四电子氧化还原过程实现了 355 mAh g⁻¹ 的理论容量，可提供 606 Wh kg⁻¹(90 wt% 活性材料)的电极级能量密度，具有出色的循环稳定性。

TAQ 阴极可实现高效的二维钠离子扩散，提供高倍率性能。仅添加 2 wt% 羧基官能化碳纳米管即可增强电荷转移和动力学，从而提高功率性能。测试表明，电池在 90 秒内充电或放电时可维持 472 Wh kg⁻¹ 能量密度，峰值比功率达到 31.6 kW kg⁻¹。主要作者兼博士研究员陈天阳指出，该技术可以在更短的时间内存储等效能量，也可以在相同的时间内存储更多的能量，从而影响电动汽车、数据中心和可再生能源系统等应用。

与依赖稀缺锂和复杂供应链的锂离子电池不同，SIB 利用丰富的钠，成为可持续、经济高效的选择。TAQ 阴极克服了 SIB 较低的能量密度(以前是广泛使用的障碍)的问题，在性能上与锂离子阴极相当甚至超过锂离子阴极。它的不溶性确保了稳定性，而导电性则支持高效的电子流动。经过一年的钠离子化学方法改进，该团队使用碳纳米管粘合剂优化了电极结构，实现了接近理论的容量利用率。

由于该技术仍处于实验室阶段，因此商业化应用仍需三到五年时间。该创新凸显了通过锂离子系统替代品来提高电动汽车价格和效率的努力。