港理工郑子剑AM：钠电首次突破200 Wh kg-1，这种自调节合金界面策略立功！

钠（Na）电池是比锂离子电池（LIB）更环保和可持续的技术，钠金属电池 (SMB) 被认为有望实现高能量密度以超越LIB的成本效益。然而，由于钠枝晶形成导致的复杂失效模型，钠金属负极的循环稳定性面临重大挑战，尤其是在高循环容量下。

在此，香港理工大学郑子剑教授等人报道了一种基于集流体的自调节合金界面的通用表面策略，以抑制Na枝晶的形成。沉积在集流体表面的NiSb在电镀过程中与Na⁺反应，形成孤立的Na₃Sb纳米岛和连续的Ni基体。

纳米尺寸的金属Na首先沉积在亲钠的Na₃Sb域上，Na/Na₃Sb异质结构的内置电场阻碍了Na 的后续生长。取而代之的是，Na沉积在导电镍基体的表面上，使钠金属层变平。

图1. 使用合金界面的钠金属自调节机制

高容量 (10 mAh cm^-2) 钠金属负极可以在35 mV的低过电位下实现超过1000 小时的稳定循环。当与高容量Na₃V₂(PO₄)₂F₃正极（7 mAh cm^-2）配合使用时，SMB 提供了前所未有的能量密度（基于所有电池组件计算），在富电解液中超过200 Wh kg^-1，或在贫电解液中超过230 Wh kg^-1。

无枝晶SMB还显示出高循环稳定性，每个循环的超过99.9% 的容量保持率以及95.8% 的超高能量效率。作者证明了这种自我调节机制是保护其他碱金属负极（如锂和钾）的通用策略。

图2. 高能量密度钠金属电池的电化学性能

Smoothing the Sodium-Metal Anode with a Self-Regulating Alloy Interface for High-Energy and Sustainable Sodium-Metal Batteries, Advanced Materials 2021. DOI：10.1002/adma.202102802