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鈉金屬負極上的固態電解質中間相(SEI)強烈影響Na金屬電池(SMBs)的Na沉積形態和循環壽命。SMBs應用受到不穩定的SEI和Na負極表面枝晶生長的阻礙，這直接導致庫侖效率低下，甚至是安全問題。人工界面層可以穩定Na金屬負極，易于定制，并且幾乎不受電化學過程的影響。

韓國慶熙大學Zhanwei Xu、Jae Su Yu等在這篇綜述中，專注于在Na金屬和電解質之間構建人工界面層的重要性，并通過總結對使用無機、有機和有機-無機復合材料制成的人工界面層的研究，闡明了它們在SMBs的Na沉積/剝離過程中發揮的重要作用。

圖1 Na沉積的形態演變和該綜述涵蓋的方面

人工界面層用于防止Na直接暴露于電解液中。Na金屬負極的理想人工界面層需要具有穩定的電化學性能、優異的離子電導率、堅固性和最小的電阻。

為了達到這些標準，已經研究了幾種人工界面設計。上述策略已表明在Na負極上構建堅固界面層的有效性。然而，人工界面層和Na負極之間的結構-功能關系仍需要詳細研究，以實現更成熟和穩定的設計。

圖2 無機界面工程

目前仍需要解決一些問題，以構建有效的Na金屬負極人工界面層。

1）減少主要放熱反應對于確保SMBs的安全非常重要。此外，低可燃性/不可燃電解液的發展將消除由熱失控引起的電池安全問題；

2）對于人工界面層的厚度、密度和材料選擇還沒有統一的標準。此外，人工界面層中Na離子的擴散機制有待闡明；

3)目前對Na表面人工界面層的研究是建立在Na過量的基礎上的。只有少數研究嘗試在超薄Na薄膜上構建人工界面層以實現高能量密度的SMBs，這意味著這些實際應用需要進一步探索；

4）需要先進的表征方法來解釋Na負極的表面機制；

5）需要一個多學科的融合平臺來更深入地了解復雜的Na金屬界面；

6）大數據分析可用于確定合適的電極材料，進一步優化電池系統的整體組成和配置等。

圖3 無機-有機復合界面工程

Recent Advanced Development of Artificial Interphase Engineering for Stable Sodium Metal Anodes. Small 2021. DOI: 10.1002/smll.202102250

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