9月29日，上海理工大學(xué)竇世學(xué)院士、吳超教授團(tuán)隊(duì)在《自然·通訊》發(fā)表最新研究成果，論文題目為“偶極-偶極相互作用誘導(dǎo)構(gòu)建用于高功率安時(shí)級無負(fù)極鈉金屬電池的致密原始固態(tài)電解質(zhì)界面“（Dipole-dipole interaction-induced dense primitive solid-electrolyte interphase for high-power Ah-level anode-free sodium metal batteries）。該論文的第一作者是上海理工大學(xué)與上海大學(xué)聯(lián)培的黃嘉文博士，論文以上海理工大學(xué)為第一通訊單位，通訊作者為上海理工大學(xué)能源材料科學(xué)院的竇世學(xué)院士和吳超教授。
無負(fù)極鈉金屬電池因其資源豐富、能量密度高，被視為新一代儲能體系的重要候選。然而，其在高倍率、高容量條件下存在枝晶生長、容量快速衰減等問題，嚴(yán)重限制了循環(huán)壽命和實(shí)際應(yīng)用。穩(wěn)定且致密的固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI）被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)高性能鈉金屬電池的關(guān)鍵，但如何在早期階段快速構(gòu)建這樣的界面仍是重大挑戰(zhàn)。
論文原理圖
本研究創(chuàng)新性地提出了一種偶極–偶極相互作用驅(qū)動(dòng)的高氟化電解液策略，能夠在鈉金屬表面瞬間形成超致密、以無機(jī)組分為主的原始固態(tài)電解質(zhì)界面。這一原始固態(tài)電解質(zhì)界面層可在高電流密度（8 mA cm?2）、高面積容量（5 mAh cm?2）及含水環(huán)境下，有效抑制界面副反應(yīng)和枝晶生長，實(shí)現(xiàn)均勻、穩(wěn)定的鈉沉積/剝離。在嚴(yán)苛條件下，所制備的Ah級無負(fù)極軟包電池表現(xiàn)出卓越性能：能量密度最高達(dá)到 150 Wh kg?1（0.5 C），功率密度最高達(dá)到 152 W kg?1，在 1 C 倍率下實(shí)現(xiàn)700次循環(huán)壽命，性能創(chuàng)同類電池新紀(jì)錄。
該研究為無負(fù)極鈉金屬電池的電解液設(shè)計(jì)提供了全新思路，對實(shí)現(xiàn)高能量密度、高功率密度及長壽命儲能系統(tǒng)具有重要推動(dòng)作用，未來有望加速鈉金屬電池的大規(guī)模應(yīng)用。
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