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研 究 背 景

      无负极固态钠电池相比传统钠离子电池兼具能量密度、安全性能、成本等多方面优势，但面临着严重的钠枝晶生长与低循环稳定性问题。在含液体系下，钠枝晶的生长都被认为是形貌变化、不均匀电场分布和钠离子通量之间复杂相互作用的结果，包括枝晶的形成和传播两个独立的步骤。理论上，抑制枝晶的形成比抑制其传播更具挑战性，因为无枝晶的结构优先由原子级水平平整度和绝对均匀的钠离子通量来实现。添加特定静电屏蔽效应阳离子是抑制不均匀钠成核的有效方式，但目前的电屏蔽策略通常导致富有机物的界面相，其离子传输缓慢，增加了局部极化。一旦钠成核与沉积过电位数值超过了Na+/Na与上述静电屏蔽离子/金属电对之间的电位差，电屏蔽效应就会失效，钠枝晶仍会突破静电屏蔽效应的抑制而继续生长。

文 章 简 介

      基于此，来自上海大学的赵玉峰、冯吴亮团队在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“Highly Stable Anode-free Solid-state Sodium Batteries Enabled by Electrostatic Shielding and Nitrogenated Interphase” 的研究文章。该文章报道了一种以叠氮化锂为添加剂的高稳定性无负极半固态钠电池，其主要通过锂离子的静电屏蔽和原位形成的高离子导通富氮界面相，，协同抑制钠枝晶的生长。研究发现，来自叠氮化锂的锂离子聚集在钠晶须的顶端以屏蔽钠离子的聚集，从而使钠成核均匀化。同时，剩余叠氮基团参与高离子导通和坚固的富氮间相的生成，在增强界面相机械强度的同时，通过对成核/沉积过电位的共同抑制，在高电流密度下维持静电屏蔽效应的有效性。经优化后的无负极半固态钠电池在400次循环后的能量密度达到256.8 Wh/kg，容量保持率达到81.6%，为高能量密度钠电池的发展提供了新的思路。