中国科学技术大学余彦、广东工业大学芮先宏AM：面向长寿命无负极钠金属电池的脱合金工程与界面催化

背景：钠金属电池因钠资源丰富、成本低廉，被视为后锂时代极具潜力的储能器件，但传统钠金属电池采用过量钠金属负极，存在反应活性高、正负极容量比失衡导致实际能量密度降低、循环可逆性差等问题；无负极钠金属电池通过首次充电时在集流体上原位沉积钠金属形成负极，可实现钠的零过量，最大化电池比能量与能量密度，同时简化制备工艺、降低成本，然而该体系面临钠沉积/剥离行为不均匀导致库仑效率低、循环过程中活性钠消耗及固体电解质界面相易破损重构引发容量快速衰减等挑战。研究目的：针对无负极钠金属电池集流体离子传输动力学缺乏有效调控，且对SEI结构与成分和电池电化学性能的关联研究尚不充分的问题，亟需从原子尺度优化集流体表面结构，调控晶体取向与杂原子种类，以诱导形成稳定SEI层并实现钠的均匀沉积，推动无负极钠金属电池的实际应用。结论：本研究通过简易的脱合金处理，制备出具有强（220）晶面取向和适宜镍含量的脱合金白铜箔基底，该基底结合晶面调控与合金元素效应的协同策略，凭借高亲和力钠成核位点提升钠沉积动力学，依托高表面能实现钠的均匀覆盖，同时表面的镍位点通过化学或电化学作用调控SEI的成分，从而显著提升钠沉积/剥离的可逆性和电池的循环稳定性，为高循环稳定性、高倍率性能且安全的无负极钠金属电池集流体设计提供了新方案。