华科大谢佳团队：电子结构调控构筑高稳定无负极钠电池

背景：无负极钠金属电池因钠资源丰富、成本低且能量密度高，被视为大规模储能的理想选择，但面临库仑效率低、容量衰减快等关键瓶颈，亟需解决钠沉积均匀性和可逆性问题。研究目的：华中科技大学谢佳教授团队旨在建立一种基于电子结构的量化设计标准，以预测和调控界面亲钠性，实现均匀、稳定的钠沉积，从而提升无负极钠电池性能。结论：该研究发现材料表面d带中心与钠成核过电位呈“火山型”关系，适中d带中心可兼顾吸附与扩散，促进均匀成核。基于此，团队筛选并构建了超薄TiO2界面层，使钠成核过电位降低75%，电荷转移阻抗减少约67%，半电池循环4000次平均库仑效率达99.82%，全电池循环800次容量保持87%，1 Ah软包电池能量密度达325 Wh kg-1。该工作将界面设计从经验试错推进到规律预测，为高稳定无负极钠电池的开发提供了新框架。