西北工业大学AFM：低缺陷碳主体实现无预钠化的高稳定性零过量钠金属电池

背景：钠金属电池因钠资源丰富、负极比容量高和电化学电位低，在大规模储能领域具有应用潜力，但面临钠枝晶生长、固态电解质界面不稳定和不可逆Na⁺损耗等问题，制约其循环稳定性。现有零过量钠金属电池（N/P=0）虽能量密度高，但正极作为唯一阳离子源，不可逆损耗无法弥补，且高缺陷碳主体虽增强亲钠性，却引发严重不可逆损耗并依赖预钠化。研究目的：开发无需预钠化、兼具高亲钠性与高倍率稳定性的碳基主体，以实现高性能零过量钠金属电池。结论：西北工业大学团队提出低缺陷碳主体设计策略，通过石墨辅助碳化制备具有类石墨纳米畴、低缺陷和适宜层间距的3D纤维网络结构。该主体以低电位平台储钠机制为主导，大幅降低不可逆Na⁺损耗和成核过电位，抑制枝晶生长，并在高倍率下维持亲钠性。基于此组装的零过量钠金属电池无需预钠化，与Na₃V₂(PO₄)₃正极匹配时，初始库仑效率达84.6%，能量密度281.1 Wh kg⁻¹，在5C倍率下循环110圈后容量保持率75%，为高能量密度、长寿命钠金属电池实用化提供新方案。