上海交通大学副教授孙浩团队和中国科学院院士、复旦大学教授彭慧胜团队合作，在国际上首创高电压、无负极的钠硫电池新体系，有效突破了放电电压和安全性方面的限制，为发展新一代大规模储能技术提供了新路径。1月8日，相关研究成果发表于《自然》。
当前，锂离子电池面临资源丰度和安全性限制，如何开发资源丰富、运行安全、储能高效的电池新体系是全世界面临的重大挑战。室温钠硫电池具有高元素丰度和低成本优势，是大规模储能技术的重要候选路线。然而基于单质硫到硫化钠的低价态反应路径（S0/S2?）使电池的放电电压普遍低于1.6伏，远低于传统锂/钠离子电池。同时，该低价态反应导致负极需要过量使用化学性质活泼的金属钠，为电池制备及运行带来严重安全隐患。
针对上述挑战，研究团队提出基于高价态硫反应路径（S0/S4+）的高电压、无负极的钠硫电池体系。使该电池放电电压大幅提升至3.6伏，并能充电时在负极原位生成钠金属，从而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。
进一步地，研究团队揭示了S0/S4+高价态氧化还原反应机制。通过优选含二氰胺钠（NaDCA）的氯铝酸盐电解液，从分子尺度上破解了高价硫转化反应能垒高、可逆性差的难题。
在此基础上，研究团队合成出能够高效催化硫单质高价态转化的铋/共价有机框架材料，显著提升了硫正极的充放电深度和反应动力学。高价态正极反应及无负极结构赋予该电池体系优异的应用潜力，使其可在–40℃至80℃的超宽温域内稳定运行，且在搁置400天后仍能正常工作，预估材料成本与传统钠电池相比具有优势。
此外，研究团队制备出安时级电池及柔性纤维状电池，并系统验证了其在点燃、弯曲、切割等系列实际应用场景下的安全性，展示出多场景应用潜力。团队也将钠硫电池拓展至高电压、无负极锂硫电池体系，初步验证了高价态硫转化反应路径的普适性。
研究团队表示，该工作不仅突破了长期制约碱金属-硫电池体系发展关键性能局限，更为构建低成本、可持续、高性能的新型储能体系提供了理论依据与技术支撑，有望在大规模储能、低空经济、人工智能、国防军事等重大需求领域发挥关键作用，为实现国家能源转型与“双碳”目标提供关键支撑。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09867-2
中新网上海12月19日电 (记者 许婧)上海交通大学分析测试中心实验动物中心新大楼启用仪式19日举行。随着新大楼的落成，一 12月18日，由中国科协—北京大学科学文化研究院、中国科协创新战略研究院及北京大学科学技术与医学史系共同主办的“第三 12月16日，“第六届中国行业发展高峰论坛”暨上海交通大学行业研究院五周年系列活动（上海站）成功举行。此次论坛主题为“知 ·“这项研究似乎说明，长期生活在食品不安全的状况中所带来的危害是没那么容易逆转的。研究也表明，对于那些因 近日，日本新潟大学等机构参与的一个国际研究团队报告，他们利用载人潜水器调查了日本海沟，在海底发现了2011年日本“ ? 夏培肃 （1923.7.28—2014.8.27），四川江津人 （今重庆江津），著名计算机专家和教育家，我国计算机研究的先驱和计算机事业 。本文链接：科学家首创高电压、无负极钠硫电池新体系http://www.sushuapos.com/show-11-30470-0.html
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