鈉-氧（Na-O2）電池被認為是當前最先進技術的一種有效替代品，因為它們具有較高的理論能量密度，以及天然豐富的鈉金屬和低廉的價格。這些電池的化學性質取決于形成/分解超氧化物鈉（NaO2）或過氧化物（Na2O2）。大多數Na-O2電池形成NaO2，但由于界面處的副反應，可逆性通常非常有限。近日，伊利諾伊理工大學Mohammad Asadi、阿貢國家實驗室Larry A. Curtiss通過降低界面反應性提高超氧化物基Na-O2電池的循環壽命。
本文要點：
1) 通過使用新材料，包括基于磷化釩（VP）納米顆粒的高活性催化劑、基于醚/離子液體的電解質和有效的溴化鈉（NaBr）陽極保護層，可以減少界面反應性的來源，從而實現可重復充電1070次循環的Na-O2電池，其能量效率超過83%。
2) 密度泛函理論計算和實驗表征證實了導致長循環壽命的三個因素，包括陽極上NaBr保護層的有效性、防止VP陰極催化劑表面氧化的四方聚合物/EMM-BF4基電解質，以及有助于避免電解質在NaO2上分解的EMIM-BF4離子液體。
Adel Azaribeni et.al Enhancing Cycle Life in Superoxide-Based Na–O2 Batteries by Reducing Interface Reactivity Adv. Energy Mater. 2025
https://doi.org/10.1002/aenm.202404703
