中科大「国家杰青」余彦团队AEM：界面工程与ZrS₂实现高倍率钠金属电池的万次循环寿命

本文介绍了中国科学技术大学余彦团队在钠金属电池（SMBs）领域的研究成果。由于钠金属电池具有低成本和高能量密度的特性，被视为锂离子电池的理想替代品。然而，其实际应用受到不可控的枝晶生长和不稳定的界面反应的阻碍。为解决这一问题，研究团队引入了二维ZrS₂中间层，该中间层通过形成与钠金属紧密结合的界面，有效抑制了电解质与钠界面的副反应。ZrS₂具有强Na⁺吸附能力和受限的二维离子传输通道，能够实现均匀平面钠沉积，并展现出高Na⁺扩散系数和可逆插层机制。实验结果表明，ZrS₂修饰的钠负极在对称电池中实现了4800小时的超长循环寿命，在全电池配置中更能在50 C超高倍率下稳定循环10000次。该研究为钠金属负极工程建立了新范式，解决了枝晶生长、界面不稳定和倍率性能差等关键挑战。