钠枝晶的生长、固体电解液界面SEI层（solid electrolyte interface）是影响钠电池安全、循环稳定性和寿命的主要原因。有鉴于此，厦门大学杨勇、中国科学院福建物质结构研究所钟贵明等报道了通过原位²³Na MRI（磁共振成像）、NMR（核磁共振）表征技术，同时借助先进的分析方法，实现了对Na金属微结构在沉积和剥离过程中的变化情况。实验表征结果显示，电压在增加过程中直到抵达0.15 V前，沉积的Na金属会一直稳定增加。但是到达0.15 V后，该过程发生了改变，这是因为在0.15 V附近会由于剧烈的电解液引发的电化学分解现象，生成苔藓型结构的Na金属沉积物，并迅速导致电池无法正常工作。此外，作者通过非原位的NMR方法，发现在Na金属上的SEI层存在NaH物种，并发现这种NaH能够稳定Na金属界面上的SEI层，因为NaH的导电性较低抑制了Na电池中SEI层的生长。

本文要点：

（1）

作者通过新分析方法对原位NMR数据进行分析，实现了对电池中电压值增加或降低过程中，沉积Na的动力学过程和关系。沉积过电势能够很好的追踪电解液分解的情况，并且在这种Na电池中0.15 V的过电势是关键电压点，同时为了实现长期稳定的电池，需要将过电势控制在该数值范围内。此外，除了控制过电势，通过调控溶剂、Na离子的盐溶剂能够有效的提升电池长期工作稳定性，比如通过使用高浓度电解液抑制溶剂参与反应。

参考文献

Yuxuan Xiang, Guorui Zheng, Ziteng Liang, Yanting Jin, Xiangsi Liu, Shijian Chen, Ke Zhou, Jianping Zhu, Min Lin, Huajin He, Jiajia Wan, Shenshui Yu, Guiming Zhong, Riqiang Fu, Yangxing Li & Yong Yang*

Visualizing the growth process of sodium microstructures in sodium batteries by in-situ ²³Na MRI and NMR spectroscopy. Nat. Nanotechnol. (2020).

DOI：10.1038/s41565-020-0749-7

https://www.nature.com/articles/s41565-020-0749-7