西安交大丁书江/王明月/张东阳 Chem. Sci. 综述：揭示固态钠电池界面失效机制与设计原则

随着新能源发电比例提高，大规模储能技术需求日益增长。钠资源丰富、成本低廉，使钠离子电池成为重要候选技术，但传统液态电解液存在安全隐患。固态钠电池采用固态电解质提升安全性，近年来离子电导率虽有提升，但全电池性能仍不理想。西安交通大学团队系统总结了固态钠电池的发展现状与关键挑战，从界面失效机制角度构建了统一分析框架。背景方面，固态钠电池因安全性高而受关注，但界面问题如界面分解、接触失效、枝晶生长等常被孤立研究，实际存在耦合关系。研究目的在于揭示界面失效的核心机制，并解释高离子电导率与低电池性能之间的矛盾，强调有效界面离子传输能力比本征电导率更关键。结论指出，钠离子半径大、迁移速率低、金属钠弹性模量低等特性导致其界面问题更严重，固态锂电池的设计策略不能直接套用。论文提出从单一材料优化转向多维协同设计，包括人工界面层、功能涂层、晶界工程、混合导体中间层及聚合物-陶瓷复合界面等策略，并借鉴β″-Al₂O₃等成熟体系经验，认为界面工程与器件工程的协同发展是产业化的关键。该工作为高安全、高性能固态钠电池的发展提供了新思路。