非锂（Li）金属−硫电池由于其相对较高的能量密度和较低的成本，是一种可行的大规模储能技术。然而，它们的实际应用仍然受到可逆性不足或循环稳定性有限的严重阻碍。

近日，澳大利亚悉尼科技大学汪国秀教授，清华大学深圳国际研究生院李宝华教授报道了首次提出了一种多离子结构，从而实现非锂金属−硫电池更高的性能。

文章要点

1）新开发的Ca/Na-S混合电池由多孔碳硫（S@C）正极、Na金属负极和含0.3 M Ca(PF6)₂和 0.6 M NaPF₆盐的碳酸盐基电解质组成。

2）一方面，电解质中的钠离子极大地促进了钙多硫化物在正极上的动力学转化。另一方面，电解质中的钙离子在钠金属负极上的初始突起尖端周围形成静电屏蔽，促进均匀的钠离子通量，从而抑制了钠枝晶的生长。

3）得益于这种协同优化效应，所所开发的Ca/Na−S电池在0.1 C下的可逆容量高达947 mAh g⁻¹以及超长的循环寿命。

这一设计策略为开发低成本非锂金属−硫电池储能技术开辟了一条新的途径。

参考文献

Dong Zhou, et al, Multi-ion Strategy toward Highly Durable Calcium/Sodium−Sulfur Hybrid Battery, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00448

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00448