无负极钠电池能量密度有望超过200Wh/kg 高于磷酸铁锂电池

近日，中国科学院物理研究所胡勇胜研究员、陆雅翔副研究员在Nature Energy发表了无负极钠电池领域的最新成果“Interfacial engineering to achieve an energy density of over 200 Wh kg-1 in sodium batteries”。

文章摘要介绍，钠基电池在学术界和工业领域引起了广泛的兴趣。然而，它们的能量密度仍然低于锂基电池，金属钠的空气稳定性差（即使在干燥的室内条件下）也非常不利于大规模生产钠金属电池（NMBs）。无负极钠电池（AFNBs）可为上述问题提供解决方案，但在AFNB中会消耗活性Na，导致容量快速衰减。在重复沉积和剥离过程中，不均匀的沉积形态也会导致“死钠”，导致库仑效率（CE）低。

胡勇胜和陆雅翔在最新成果中报告了一种无负极钠电池，其能量密度超过200Wh/kg，甚至高于商业化的磷酸铁锂电池/石墨电池。通过在电池中引入石墨化碳涂覆的铝集流体和含硼物质电解质，均匀的成核和坚固的界面能够实现可逆和无裂纹的钠沉积。受益于构建的协同界面产生的协同效应，钠电池在不施加额外压力的情况下的循环寿命达到了260次，这是零过量钠的大尺寸电池的最长寿命。从这项工作中的钠沉积/剥离行为和界面化学获得的见解为进一步开发具有更高性能的钠电池铺平了道路。