液态镓自修复相间层

5000次循环仍稳定

液态镓赋予相间层自修复功能，加上Na2Se超离子导体均匀钠离子通量，协同抑制钠枝晶生长，实现钠金属电池的超长循环寿命。

Cao, Liang · Yue, Li · Mingjing, Chu · 徐新 · Yawen, Qiu · Jun, Zhao · Yue, Dai · 孙陈诚 · Huang, Zhixiong · 陈立宝 · Wu, Xing Long · 耿洪波

Advanced Functional Materials 2025

具体参数

循环寿命

{'zh': '2200', 'en': '2200'} h

比容量

{'zh': '75.9', 'en': '75.9'} mAh g⁻¹

技术优势

自我修复界面

液态镓在循环过程中能够自发修复相间层因体积变化产生的裂纹，保持界面完整，避免持续副反应。

均匀成核无枝晶

液态镓具有较低的Na+扩散势垒，使Na+在基底上均匀分散而非形成团簇，避免电荷局部积累和优先成核，从根本上抑制枝晶。

离子通量均匀化

Na2Se超离子导体在相间层中均匀分配Na+通量，避免局部离子流过大导致枝晶快速生长。

长循环寿命

对称电池在0.5 mA cm⁻²/1.0 mAh cm⁻²条件下实现2200小时稳定循环，软包全电池在1.0 C下5000次循环后容量保持75.9 mAh g⁻¹。

应用场景

• 钠金属电池：为钠金属电池提供稳定的负极/电解质界面，提升循环寿命与安全性。
• 高比能电池：在保持高能量密度的同时，延长电池使用寿命，适合长时储能场景。
• 电化学储能：改善钠基储能系统的循环稳定性，降低度电成本。
• 固态电池界面：为固态电池中钠金属界面设计提供思路，解决界面接触和离子传输问题。