室温钠硫电池（RT Na-S）的大规模应用受到硫导电性差、充放电过程中体积变化大及可溶性多硫化钠（NaPSs）的穿梭效应，导致硫利用率低和容量快速衰减。此外，NaPSs可以迁移到负极形成不稳定的固体电解质界面(SEI)层，导致钠负极快速失活，进一步加剧电池容量的衰减。
然而，以前的大部分研究主要集中在采用单一策略改善硫正极反应动力学和改性钠金属负极来增强RT Na-S电池性能。因此，设计一种先进主体旨在同时可以缓解多硫化物穿梭和抑制钠枝晶生长变得尤其重要。
近日，东南大学三尺储能团队的吴宇平教授、贺加瑞教授和电子科技大学的陈远富教授合作，采用简单的碳热还原法合成的Na2Te/Na2S@C被用作室温Na-S电池正极。Na2Te与多硫化钠快速反应，在正负两极同时形成了新型硫代亚碲酸钠(Na2TeS3)界面，有效缓解多硫化物穿梭和抑制钠枝晶生长。
DFT理论模拟计算表明Na2S/Na2Te异质结构在费米能级处具有更高的DOS，显示出更强的电子导电性。此外，该结构可有效降低钠离子的扩散能垒，促进了快速反应动力学，从而增强电池电化学性能。
然后通过原位XRD衍射分和TOF-SIMS分析表明Na2Te可以有效地与NaPSs相互作用在正极形成硫代亚碲酸钠界面，改善正极反应动力学，缓解多硫化钠的穿梭效应。
最终，Na2S/Na2Te@C正极表现出优异的可逆容量和长循环寿命。该项基于界面调节的工作可以为设计高性能室温钠硫电池提供参考。
论文信息
Stable Dendrite-Free Room Temperature Sodium-Sulfur Batteries Enabled by a Novel Sodium Thiotellurate Interface
Wanjie Gao, Prof. Laisuo Su, Yueheng Yu, Yuhan Lu, Xi Liu, Yi Peng, Xiaosong Xiong, Prof. Jiarui He, Prof. Yuanfu Chen, Prof. Yuping Wu
文章的第一作者是东南大学的博士研究生高万秸
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202412287
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