对于双金属合金的合成，已经进行了电化学取代反应的广泛研究，并且通常可以控制合金化和脱合金过程以产生新的结构。但是，到目前为止，探索的大多数反应都是在水中进行的，尚未报道基于该路线的低电势金属合金（例如碱金属）的合成。与在水溶液中发生的常规电置换反应不同，有机溶液在与碱金属接触时不稳定，并且将形成称为固体-电解质中间相（SEI）的保护层以防止连续分解。鉴于不同电解质中SEI的化学性质较为复杂，碱金属的电流置换反应的基本原理尚未阐明。尽管已经报道了NaK液态金属负极，但仍期望基于易反应的无树突状电池的构造，并且与电解质有关的基本化学方法也难以捉摸。由于可流动的NaK液态金属与氧化剂之间的剧烈反应，可能会导致某些潜在的安全隐患。

有鉴于此，德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授报道了通过电置换反应形成的Na和K室温液态金属合金。

文章要点

1）NaK液态金属负极可通过原电池置换反应原位制备，表明电池组装具有很高的安全性。与常规的水性体系不同，反应化学的范围扩大到非水溶液中的低电势物质，金属模板/前体的范围扩展到碱金属。

2）研究人员结合实验特性和计算模型进行的全面研究从根本上阐明了SEI在不同电解质中的界面化学，这在调节Na离子的扩散以及Na和K金属之间的合金化反应中起着关键作用。

3）利用NaK液态合金的原位形成，可以固有地消除碱金属的树枝状生长，从而使碱离子电池具有出色的电池性能。

4）研究人员设计的概念验证电池测试中，基于脱氧的有机电极和基于钠的无机化合物的电极均表现出稳定的电化学性能，从而证实了这种原位方法和下一代无枝晶电池的设计原理具有普适性。

Yu Ding, et al, In Situ Formation of Liquid Metals via Galvanic Replacement Reaction to Build Dendrite-Free Alkali Ion Batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202005009

https://doi.org/10.1002/anie.202005009