我国学者在高能量密度钠电池方面取得进展

　　在国家自然科学基金项目（批准号：52225208、52172178、52494930）等资助下，北京航空航天大学郭林院士团队联合浙江工业大学陶新永教授团队在高能量密度钠电池方面取得进展。相关工作以“可规模化制备的超薄钠负极（Scalable ultrathin sodium metal anodes）”为题，2025年12月10日在线发表于《自然•合成》（Nature Synthesis）期刊。论文链接：https://www.nature.com/articles/s44160-025-00934-0。

　　金属钠负极因其高理论比容量（~1166 mAh/g）和低氧化还原电位（-2.71 V vs标准氢电极），通常做为对电极评价钠电电极材料和电解液，或者被用于发展高能量密度钠金属电池。然而，因钠活性高、机械性能差及易黏附磨损，可规模化制备超薄钠金属箔仍未实现。实验室研究中常用的钠负极多为自制，厚度与尺寸缺乏统一标准，易导致电池性能评估结果出现偏差，难以形成标准化的研究基准；更突出的问题是，这些自制钠负极的厚度普遍超过400 μm，导致钠负极严重过量，大幅降低了电池的实际能量密度，阻碍了先进技术从扣式电池向实用化软包电池的转化。

　　针对上述挑战，研究团队采用界面润滑与功能改性协同作用的卷对卷压延工艺，成功制备出米级、超薄（≤50 μm）且机械强度增强的钠金属箔。通过引入聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为多功能添加剂，在轧制过程中既能形成表面润滑膜，又能在钠金属表面构建兼具Na⁺传输能力与高弹性模量的人工固态电解质界面（SEI）膜，从而解决了金属钠加工性能与电化学性能难以兼顾的核心难题。基于超薄钠箔组装N/P=1.9的安时级软包电池，其能量密度高达180.2 Wh/kg，150次循环后容量保持率为80.7%，充分体现了超薄钠箔在高能量密度钠电池中的应用潜力。

　　该研究提出了一种超薄钠箔的规模化制备策略，有助于推动高能量密度钠金属电池的基础研究和实用化进程。

图 超薄钠金属箔的制备及其在钠金属电池中的应用：（a）超薄钠箔轧制过程示意图；（b）米级、50 μm钠箔的实物照片；（c）钠金属软包电池的循环性能及实物照片