ACS Energy Letters：压力对钠金属的沉积形态和稳定性至关重要

钠金属是高能量密度和低成本的钠基电池的最有前景的负极选择之一。但是，目前关于Na 金属的化学机械效应如何影响金属电池的理解有限。

图1 外加外部压力对Na电沉积的影响

爱荷华州立大学Cary L. Pint等证明了电池压力控制了醚基电解液中钠金属沉积的形态和稳定性。具体而言，这项工作通过结合成像和电化学研究，系统地研究了压力对Na的成核、生长和电化学特性的影响，以了解压力在Na金属电池中的作用。其研究结果表明，Na沉积物的形态与压力高度相关。

图2 Na-C45电池在各种外部压力下的电化学性能

具体而言，在压力低于500千帕时，作者观察到三维钠核的存在，并伴随着低的库仑效率（CEs小于98%）。相反，在500至1272千帕的压力下，可以观察到光滑、平面的Na沉积，CE高达99.9%，以及稳定的电化学循环。

进一步，通过在高电流密度以及有无搁置阶段下进行的一系列测试，这项工作阐明了压力下蠕变和形态演变的重要竞争时间尺度的平衡，以及决定Na形态和稳定性的电荷转移率。

该工作强调了在与扣式和软包电池包装有关的压力范围内的化学机械效应是钠金属电池设计和运行的关键因素。

图3 压力驱动蠕变对Na沉积的影响

Critical Role of Pressure for Chemo-Mechanical-Induced Stability of Sodium Metal Battery Anodes. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00734