【东大新闻网9月6日电】（通讯员 贺加瑞）近日，东南大学能源与环境学院吴宇平教授“三尺储能”研究团队以“Stable Dendrite-Free Room-Temperature Sodium-Sulfur Batteries Enabled by a Novel Sodium Thiotellurate Interface”为题在国际权威期刊《Angewandte Chemie International Edition》（影响因子16.6）上发表的文章正式出版。
材料设计策略以及在室温钠硫电池中的作用机制示意图
室温钠硫（RT Na-S）电池由于资源丰富、成本低廉以及理论能量密度高（1274 Wh/kg）而引起了广泛关注。然而，不均匀的钠沉积和多硫化物的穿梭效应严重限制了室温钠硫电池的实际应用。为了解决这些问题，近年来研究人员主要在正极引入多硫化物吸附剂或者在负极表面创建人工界面层，并取得了一定的进展。但是采取这种单一的策略难以同时抑制多硫化物穿梭和钠枝晶生长。因此设计既能促进多硫化物吸附又能保护钠负极的主体材料至关重要。
在这项工作中，该团队针对性的在RT Na-S电池的正负极同时构建了新型硫代亚碲酸钠（Na2TeS3）界面，以同时解决钠枝晶生长和多硫化物穿梭问题。通过结合同步加速器X射线衍射、电子显微镜技术和第一性原理计算等表征技术和方法，系统的研究了Na2S/Na2Te@C在循环过程中的电化学结构演变机制。在正极侧，Na2TeS3界面提供了丰富的电子/离子扩散通道，并确保了对RT Na-S氧化还原的丰富催化表面，可以显著提高活性材料的利用率，减轻多硫化物在正极中的穿梭效应。在负极侧，该界面还可以显著增强离子传输并稳定钠沉积，从而实现无枝晶的钠金属电镀/剥离。这项研究结果揭示了Na2S基正极中的电化学演变机制，为设计RT Na-S电池的高性能正极材料开辟了新途径。
文章的第一作者为东南大学能源与环境学院博士生高万秸，通讯作者为东南大学吴宇平教授和贺加瑞教授。该研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省重点研发计划和东南大学高层次人才启动经费等项目的资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202412287
供稿：能源与环境学院
（责任编辑：杨万里 审核：宋业春）
