2026年1月8日,上海交通大学变革性分子前沿科学中心孙浩副教授团队在《自然》发表题为“High-voltage anode-free sodium-sulfur batteries”的研究论文。该研究将传统碱金属-硫电池体系的S0/S2−低价态反应路径变革为S0/S4+高价态反应路径,首创高电压、无负极的钠硫电池新体系。室温钠硫电池虽具有高元素丰度和低成本优势,但传统低价态反应路径导致放电电压低且负极需过量使用金属钠,存在安全隐患。孙浩团队提出的新体系使放电电压提升至3.6V,并在电池制备过程中不使用钠金属,显著提升了电池安全性和成本效益。该研究还揭示了S0/S4+高价态氧化还原反应机制,通过优选电解液破解了高价硫转化反应难题。此外,研究团队合成了高效催化剂,提升了硫正极的充放电深度和反应动力学。该电池体系具有优异的应用潜力,可在超宽温域内稳定运行,且在搁置400天后仍能正常工作,预估材料成本具有优势。团队还成功制备出安时级电池及柔性纤维状电池,验证了其在多种实际应用场景下的安全性。
