原料丰富的钠离子电池被认为是锂离子电池最有希望的替代者，但是其能量密度显著低于目前广泛使用的锂离子电池。另外，硬碳负极的使用使其成本居高不下。如果这些问题不能很好的解决，即使在大规模储能领域，钠离子电池也难以实现实际应用。无负极钠电池构型使其有可能与传统锂离子电池匹敌甚至替代锂离子电池。由于负极不使用任何活性物质并兼容轻质铝集流体，无负极配置使电池的能量密度显著提高，成本大幅降低。然而，通常使用的正极活性材料例如层状氧化物、氟磷酸钒钠和普鲁士蓝等具有较高的工作电压，这和对钠具有高可逆性但氧化稳定性差的醚类电解液难以兼容。
近日，筑波大学、南京大学的周豪慎教授和天津大学杨全红教授合作，通过3A沸石分子筛独特的去溶剂化性质制备了一种溶解度超过极限的新型醚类电解质，实现了高电压无负极钠电池的构建。
基于尺寸效应，通过利用3A沸石分子筛的有序纳米孔，作者成功将具有高反应活性的去溶剂化过程从电极表面转移到远离电极的沸石分子筛中并构建了一个超越溶解度极限的新型电解液。这种独特的去溶剂化过程和由此构建的新型电解液成功地抑制了醚类溶剂微弱但持续的氧化分解，显著提升了醚类电解液的氧化稳定性。于此同时，钠金属负极在醚类电解液中高度可逆性 (99.91%)被很好的保留。 当这种新型电解液用于无负极电池中时，4.0V级电池表现出369 W h Kg-1的超高能量密度，这甚至超过典型的磷酸铁锂-石墨锂离子电池（320 W h Kg-1）。另外，其也表现出优异的循环稳定性，在循环250圈以后仍保留有68.8 mAh g-1的容量。这种低成本的电解液改性策略有望推动高电压无负极钠电池的实际应用。 论文信息 Building a Beyond Concentrated Electrolyte for High-Voltage Anode-Free Rechargeable Sodium Batteries Ziyang Lu, Dr. Huijun Yang, Prof. Quan-Hong Yang, Prof. Ping He, Prof. Haoshen Zhou 文章的第一作者是筑波大学博士生陆子洋 Angewandte Chemie International Edition
