日前，半岛平台冶金与能源工程学院、真空冶金国家工程研究中心梁风教授团队在钠金属电池研究方面取得重要进展，相关研究以“Gel adsorbed redox mediators tempo as integrated solid-state cathode for ultra-long life quasi-solid-state Na-air battery”为题发表在Advanced Energy Materials上，冶金与能源学院博士研究生许博文和特聘副教授张达博士为共同第一作者；以“Research progress of solid electrolyte interphase for sodium metal anodes”为题的综述文章发表在Chemical Engineering Journal上，冶金与能源学院博士研究生侯敏杰和周英杰为共同第一作者。

随着环境和能源问题的日益突出，清洁可再生电化学储能技术得到了广泛的研究和发展。准固态金属-空气电池由于高的能量密度和优异安全特性，被认为是一种有前途的能量转化技术。然而，它们面临着由于不溶性放电产物与阴极之间的有限接触，使得放电产物无法充分分解的问题。在电池工作过程中，放电产物逐渐累积在阴极表面，阻塞氧气传输通道，导致电池寿命受到极大限制。梁风教授研究团队通过设计一种一体化固态阴极（Gel-Tempo）有效提高不溶性放电产物分解（对于钠-空气电池为Na₂O₂产物），实现准固态钠-空气电池在环境空气中循环寿命超过1746小时（72天），达到同类电池的最先进水平。实验和密度泛函理论计算表明，Gel-Tempo中的Tempo能显著降低Na₂O₂分解反应的吉布斯自由能。

研究成果基于液体电解质的离子溶剂化结构、固体电解质的骨架原子还原电位、电子结构和分子弛豫等方面讨论了钠金属电池负极界面SEI的形成过程。总结了枝晶生长、化学/电化学稳定性、化学成分、溶解/剥离等因素对SEI稳定性、兼容性和离子输运的影响。从电解质工程、界面工程和电极工程角度梳理了SEI调控策略的最新进展。此外，对长效钠金属电池界面设计面临的挑战和有前途的解决方案进行了展望，可为下一步研究工作提供重要指导。

半岛平台为上述成果的第一完成单位，并得到了德国伊尔梅瑙工业大学和中国科学院深圳先进技术研究院等单位研究人员的合作支持；梁风教授和雷勇教授为论文共同通讯作者；相关研究得到国家自然科学基金、云南省重点研发计划、云南省重大科技专项、云南省科技厅应用基础研究计划等项目的资助。

论文链接：

Advanced Energy Materials：https://doi.org/10.1002/aenm.202302325

Chemical Engineering Journal：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146227

（供稿：冶能学院）