文章核心观点 - 上海交通大学与复旦大学联合团队在《自然》期刊发表研究，通过将传统钠硫电池的低价态硫反应路径变革为高价态硫反应路径，首创了高电压、无负极的钠硫电池新体系，有效突破了传统体系在放电电压和安全性方面的关键局限，为新一代大规模储能技术提供了全新路径 [3] 技术突破与原理 - 研究团队提出的新体系基于硫/四氯化硫的高价态可逆反应，将电池放电电压大幅提升至3.6 V，远高于传统低价态路径通常低于1.6 V的水平 [3][5] - 新体系为“无负极”设计，充电时在负极原位生成钠金属，在电池制备过程中不使用金属钠，显著提升了安全性和成本效益 [3][5] - 采用二氰胺钠在不可燃氯铝酸盐电解液中，同步实现了可逆的S/SCl4转化与钠金属的沉积/剥离过程 [5] 性能指标 - 基于正负极总电极质量计算，该电池可实现最高1198 Wh/kg的能量密度和23773 W/kg的功率密度 [5] - 在硫正极中引入8 wt%的铋配位共价有机框架催化剂后，实现了1206 mAh/g的放电容量，基于总电极质量计算的能量密度达2021 Wh/kg [5] - 该无负极钠硫电池的成本预估为5.03美元/千瓦时，具备优异可扩展性 [7] 行业影响与应用潜力 - 该研究突破了长期制约碱金属-硫电池体系发展的关键性能局限，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 [7] - 新技术在电网储能、可穿戴电子设备等领域展现出巨大的应用潜力 [7]