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研究团队提出了一种可在室温下运行的高压钠硫电池技术方案，该方案彻底颠覆了 “硫作为离子存储载体” 的传统设计理念。不同于将硫主要用作钠载体的常规思路，这款电池的正极化学体系采用创新设计，通过提升硫的氧化态，并利用氯铝酸盐电解液中的氯离子生成四氯化硫（形成硫 / 四氯化硫氧化还原电对）。电池负极则采用创新结构，钠可直接在铝集流体表面发生沉积与剥离反应，无需预先制备钠金属负极。

钠硫电池的工作原理

这款电池的核心设计亮点是无负极构型。

• 充电阶段：电解液中的钠离子被还原，以金属钠的形式沉积在铝箔集流体表面。

• 放电阶段：沉积的金属钠会重新剥离，以离子形式回到电解液中。

• 正极反应：在硫基正极一侧，硫会经过一系列中间产物逐步被氧化为四氯化硫；其中氯离子作为反应参与物，为这种高压转化反应的发生提供了关键支撑。

相关论文将该电池定义为3.6 伏级电池系统，其采用双氰胺钠作为关键组分，可在不易燃的氯铝酸盐电解液中，同时实现硫 / 四氯化硫的可逆转化与钠的可逆沉积 - 剥离。

钠硫电池技术的突出优势

从电极层面（包含正极与负极）的测试数据来看，这款电池的能量密度最高可达 1198 瓦时 / 千克，功率密度最高可达 23773 瓦 / 千克。

当在硫正极中添加铋配位共价有机框架催化剂（Bi-COF，负载量为 8wt%）后，电极的比容量最高可达 1206 毫安时 / 克（以硫与催化剂的总质量计算），能量密度峰值进一步提升至 2021 瓦时 / 千克（同样以电极总质量计算）。

此外，实验室测试数据显示，该电池具备出色的长循环性能，循环寿命可达 1400 次；研究团队还估算出其原材料成本约为 5.03 美元 / 千瓦时。

当然，与现阶段所有电池技术的研发规律一致，该技术面临的最大挑战在于，如何将 “电极层面的最优性能” 转化为可实际应用的成品电池 —— 成品电池需要能够承受真实工况的循环考验、具备规模化量产的可行性，同时在大规模应用中保持安全性与稳定性。

尽管如此，该方案仍是一个极具参考价值的案例，证明了原本复杂难控的硫化学体系，能够通过创新设计被转化为具有实用价值的电池技术。

关键词： 钠硫电池 电池 无负极 钠载体