【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】隨著“雙碳”戰(zhàn)略的深入推進(jìn)，研發(fā)高比能、低成本的新型儲能技術(shù)具有重要意義。鈉-二氧化碳(Na-CO2)電池具有較高的理論比能，并可在放電過程中將CO2轉(zhuǎn)化為固態(tài)產(chǎn)物，是兼具儲能與CO2利用潛力的被廣泛看好的新型儲能體系。然而，該體系的實(shí)際性能嚴(yán)重受限于鈉金屬負(fù)極的沉積不均、枝晶生長等問題，其誘導(dǎo)的局部電流熱點(diǎn)會導(dǎo)致嚴(yán)重的CO2氣體負(fù)極腐蝕與固體電解質(zhì)界面(SEI)的反復(fù)破裂。此外，傳統(tǒng)的界面改性策略通常難以同時(shí)滿足低N/P比、貧電解液、寬溫域運(yùn)行等面向?qū)嶋H應(yīng)用的測試條件，難以突破體系的固有局限。
 

　　針對上述問題，西安交通大學(xué)化學(xué)學(xué)院胡小飛教授團(tuán)隊(duì)與燕山大學(xué)黃葦葦教授團(tuán)隊(duì)合作，設(shè)計(jì)并合成了一種全共軛、有序交錯(cuò)堆疊(AB-stacked)的C6O6-TAPT共價(jià)有機(jī)框架(COF)多功能涂層。一系列表征與理論計(jì)算表明，該全共軛骨架獨(dú)特的“快速電子云響應(yīng)”機(jī)制與密集極性官能團(tuán)(C=O和C=N)的“鈉夾”效應(yīng)發(fā)揮了關(guān)鍵調(diào)控作用，顯著降低了界面的去溶劑化能壘，并有效平衡了局部電場。該界面工程調(diào)控了電解液的分解路徑，構(gòu)筑了富無機(jī)組分的SEI膜，促進(jìn)均勻成核與沉積，大幅緩解界面應(yīng)力集中，降低SEI破裂風(fēng)險(xiǎn)。電化學(xué)測試顯示，結(jié)合卷對卷(roll-to-roll)連續(xù)工藝制備的規(guī)模化復(fù)合負(fù)極，使Na-CO2全電池的充放電極化低至1.4 V；即使在嚴(yán)苛的貧電解液及較低N/P比條件下，電池仍能穩(wěn)定循環(huán)超100圈，放電比容量高達(dá)11552 mAh g-1，為長壽命、高性能的面向工業(yè)需求的Na-CO2電池提供了全新方案。
 

　　該研究成果以《基于極性官能團(tuán)界面工程調(diào)控工業(yè)級規(guī)模化負(fù)極鈉沉積行為助力高性能鈉-二氧化碳電池》(Regulating Sodium Deposition Behavior via Polar Functional Group-Based Interfacial Engineering on an Industrial-Scale Anode for High-Performance Na-CO2 Batteries)為題，發(fā)表在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上。西安交通大學(xué)直博生張晗琦、燕山大學(xué)碩士研究生彭少辰與西安交通大學(xué)直博生樊一鳴為本文的共同第一作者，西安交通大學(xué)胡小飛教授與燕山大學(xué)黃葦葦教授為本文的共同通訊作者。論文第一通訊單位為西安交通大學(xué)。
 

　　該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、西安交通大學(xué)青年拔尖人才計(jì)劃等項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)資助。表征測試與理論計(jì)算工作得到了西安交通大學(xué)分析測試共享中心及高性能計(jì)算中心等相關(guān)平臺的大力支持。
 

　　引用：西安交大胡小飛團(tuán)隊(duì)在鈉-二氧化碳電池領(lǐng)域取得重要進(jìn)展 西安交通大學(xué) 【引用時(shí)間：2026年10月10日】