在传统的碳酸亚乙酯（EC）/碳酸亚丙酯（PC）电解液中，金属钠会自发地与溶剂分子发生有害反应，这极大地限制了基于钠金属化学的高压钠金属电池的实际可行性。在此，香港城市大学李振声（Chun-Sing Lee）教授及郑州大学李新建教授等人提出了一种通过在Na/In/C复合材料中引入NaIn和Na2In相的钠金属合金策略，旨在提高普通EC/PC电解液中Na离子的沉积稳定性。Na/In/C复合材料是通过简单的Na/In熔融金属灌注方法制造的，以碳布为容纳基底进行冷凝过程（Na:In:C = 10:1:4）。结果显示，具有Na/In/C电极的对称电池可以分别在 1、2和5 mA cm-2的电流密度下具有优异的循环寿命（依次为 >870h、> 710 h、> 560 h），容量为1 mAh cm-2。此外，在3 mAh cm-2的更高容量下也证明了稳定的 Na 离子沉积行为。
图1. Na/In/C复合材料的制造过程及形态表征扫描电子显微镜（SEM）和原位光学显微镜结果清楚地表明，Na离子平滑地沉积在Na/In/C表面上，没有任何钠枝晶。相反，在1.0 mA cm-2下沉积5分钟后，在纯Na金属表面上观察到多孔和枝晶形态。从头算分子动力学（AIMD）、DFT计算、有限元 (FE) 计算和电化学分析清楚地揭示了In的存在促进了Na离子的成核动力学和沉积稳定性。此外，当与高压Na3V2O2 (PO4)3正极（高达4.3 V）配对时，使用Na/In/C负极的钠金属全电池在长期循环后表现出优异的容量保持（每循环0.019%的低容量衰减）。所有这些综合结果都为构建Na/In/C复合负极以提高钠金属电池的循环稳定性提供了深刻见解。
图2. Na/In/C复合电极在钠金属全电池中的可行性
Fabricating Na/In/C Composite Anode with Natrophilic Na–In Alloy Enables Superior Na Ion Deposition in the EC/PC Electrolyte, Nano-Micro Letters 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00756-7
