原则上讲，可充电的铝基电池是锂离子电池（LIBs）的可行替代方案，铝元素储量丰富，廉价，并且同时提供高体积和重量能量密度（分别为8047 mAh cm⁻³和2980 mAh g^-1）。此外，铝在空气中的自然惰性和易处理性对于电池组件极为有利，并可显著提高电池的安全性。在过去五年中，非水系铝电池得到了广泛研究，尤其是那些基于离子液体（IL）电解质的电池，这些电解质可实现铝的可逆剥离和沉积，然而，由于缺乏合适的正极材料，开发高容量、长循环寿命的高效非水铝电池仍然存在各种障碍。

近日，美国太平洋西北国家实验室Guosheng Li报道了一种大容量、安全的Na-Al电池，由金属Na负极和可逆的NaAlCl₄正极组成，适用于电网规模的储能应用。

文章要点

1）高能量的Na负极可以充分利用Al正极，在1.6 kV的放电电压下，全电池容量为308 mAh g^-1。此外，由于使用了β“-氧化铝固体电解质，熔融Na负极和NaAlCl₄正极实现了可逆铝沉积/剥离，电池的稳定库仑效率为100%，能量效率约为95%。此外，在C/3（6.77mA cm^-2）倍率下，电池循环200次后仍具有282 mAh g^-1（447 Wh kg^-1）的容量，容量保持率为97.6%。

2）研究人员阐明了在干燥空气中从放电状态构建无钠负极电池的途径，进一步扩大了该电池在固定存储应用中的可行性。

这些研究成果有望为实用型铝电池的开发提供新的途径。

Xiaowen Zhan, et al, A High-Performance Na–Al Battery Based on Reversible NaAlCl₄ Catholyte, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202001378

https://doi.org/10.1002/aenm.202001378