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無陽極可充電鈉電池是“超越鋰”高能量電化學存儲技術的最終選擇之一。無陽極電池僅使用陰極的活性鈉離子進行操作，通常報告其循環壽命相當有限，因為電解質化學不穩定，阻礙了陽極有效的鈉電鍍/剝離以及陽極的高電壓運行。層狀氧化物陰極。合理設計電解質以提高其與電極的相容性是實現電池的關鍵。

近日，中科院化學所辛森研究員，郭玉國研究員，萬立駿院士從物理化學的角度提出，電解質的溶劑化結構和陽極/陰極的穩定界面在無陽極 RSB 的性能中起著至關重要的作用。

文章要點

1）通過仔細調節共溶劑的化學成分，二元醚電解質具有高摩爾分數的抗還原和抗氧化溶劑化結構（Na-G2-(PF₆)₂ 和 Na-(G2)-(G4)），以獲得足夠大的電壓窗口，這構成了構建高能電池的基礎。

2）在正常濃度（1 M）的 NaPF₆ 鹽下，電解質在 Al?C 集流體表面電沉積 Na 金屬期間促進富含 NaF SEI 的“共生成”，從而有效鈍化沉積的 Na 金屬，有助于無枝晶的平面外延金屬生長。在陰極側，電解質與 P2-/O3 層狀氧化物材料的高壓（放電）充電以及使用 NCO 作為自犧牲 Na 補充以補償初始 Na 損失兼容。

3）使用該電解質，組裝無陽極RSB，電池級比能>300 Wh/kg，在材料成本方面優于石墨||LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂電池和資源的可持續性。改進電解質結構和界面化學的設計策略可以應用于具有類似工作機制的其他電化學系統（例如可充電鋰/鉀電池），這可以促進高能可充電電池的研究和開發。

參考文獻

Yu-Ying Zhang, et al, Refined Electrolyte and Interfacial Chemistry toward Realization of High-Energy Anode-Free Rechargeable Sodium Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c07804

https://doi.org/10.1021/jacs.3c07804