新材料有助于降低电动车、手机的电池成本。

在电池的战斗中，锂离子技术是卫冕冠军，在口袋里给手机充电，以及越来越多的电动汽车在路上行驶。

研究小组的钠离子设计保留了锂离子阴极的高能量密度，用钠（黄色）取代了大部分锂原子（绿色）。这种新材料的层状结构还包括锰（紫色）和氧（红色）。

但一个新的锰和钠离子基材料开发的达拉斯德克萨斯大学，与国立首尔大学合作，可能会成为一个竞争者，提供了一个潜在的成本更低，更环保的选择燃料的新一代设备和电动汽车。

电池的成本是一个很大的问题，Kyeongjae Cho博士说，在工程和计算机科学的一个描述发表在先进材料的新材料的资深作者埃里克琼森材料科学与工程学院教授。

Cho说，随着制造商和消费者推动更多的电动汽车（EV），锂产量可能难以跟上不断增长的需求。根据国际能源机构最近的一份报告，全球电动汽车在2015的100万个百分点之后，在2016辆中超过了200万辆。报告指出，根据政策环境，很有可能在2900万到2020之间，2025到1亿1000万之间。

在电动汽车电池的节约成本方面，使用钠会比较便宜，因为钠更丰富，但也有一些缺点。

Cho说：“锂是一种更昂贵、更有限的资源，必须从地球上的几个地区开采出来。”。“钠没有开采问题，可以从海水中提取。”。不幸的是，尽管钠离子电池可能比使用锂电池便宜，但钠的能量密度比锂低20%。

电池的能量密度或储能能力决定了装置的运行时间。

“我们用我们以前的经验和思考这些问题-我们如何结合这些想法，想出一些新的东西来解决这个问题呢？Cho说。

电池由正极或阴极组成；负极或负极。在标准的锂离子电池中，阴极是由锂、钴、镍和氧构成的，而阳极是由石墨制成的，一种碳。当电池充电时，锂离子穿过电解液进入阳极并附着在碳上。在放电过程中，锂离子转移到阴极，并提供电能来运行设备。

Cho说：“几年前，人们希望在锂离子电池正极中使用锰氧化物来增加容量，但不幸的是，这种组合变得不稳定。”。

在Cho和他的同事们发明的设计中，钠代替了阴极中的大部分锂，而锰代替了更昂贵、更稀有的元素——钴和镍。

Cho说：“我们的钠离子材料更稳定，但它仍然保持锂的高能量容量。”。我们相信这是可伸缩的，这是我们研究的重点。我们想使这种材料与商业大规模生产相兼容。

基于他们对其他实验材料的物理和化学知识的了解，研究人员用合理的材料设计来解决这个问题。他们首先进行计算机模拟，以确定在实验室制造和测试材料之前最有希望的原子的构型。

Cho说他的研究并不仅仅是研制出更好的电池。他说，这项研究是多么的重要和有趣。

Cho说：“当Thomas Edison试图开发一个灯泡时，他尝试了成千上万种不同的灯丝材料，看看哪一种能起作用。”。为了解决当今社会上非常重要的工程问题，我们需要开发许多新材料——电池材料、污染控制材料和其他材料。爱迪生正在完善一个项目——灯泡——但我们有更多的技术需求。我们没有时间继续试图意外地找到解决方案。”

这项研究的共同作者是第一作者、研究生Duho Kim和Maenghyo Cho博士，在国立首尔大学在韩国。这项研究由韩国国家研究基金会和韩国贸易、工业和能源部资助。