由于不稳定的电极/电解质界面和循环过程中不受控制的枝晶生长，Na/K金属阳极的实际应用固有地受到差的循环寿命和安全问题的阻碍。

近日，中科大余彦教授，Cheng Ma，中科院大连化物所吴忠帅研究员通过氧卤化物(BiOCl)和Na的原位反应来解决这些问题，以在Na阳极的表面上构建由合金(Na₃Bi)和固体电解质(Na₃OCl)组成的人工固体电解质界面(SEI)层。

文章要点

1）理论和实验结果显示，这种人造SEI层结合了高离子导电性、电子绝缘性和界面稳定性的协同特性，导致混合SEI层下均匀的无枝晶Na沉积。受保护的钠阳极呈现30 mV的低压极化，在碳酸盐基电解液中，在1mA cm^-2下实现了700 h的延长循环寿命。

2）基于Na₃V₂(PO₄)₃阴极和混合SEI保护的Na负极的全电池显示出长期稳定性。此外，当这种策略应用于K金属负极时，受保护的K负极在0.5 mA cm^-2和100 mV的低压极化下也达到超过4000 h的循环寿命。

研究工作为高能量密度金属电池的稳定人工SEI层的设计原则提供了重要的见解。

参考文献

Dongjun Li, et al, Rational Design of an Artificial SEI: Alloy/Solid Electrolyte Hybrid Layer for a Highly Reversible Na and K Metal Anode, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c07049

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c07049