上海交大在新型钠硫电池新型储能技术研发上取得关键进展

近日，上海交通大学变革性分子前沿科学中心孙浩副教授团队在新型储能技术研发上取得关键突破，其首创的高电压、无负极钠硫电池体系成功攻克传统技术瓶颈，相关成果于1月8日正式发表在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）上，为下一代大规模储能技术发展开辟了全新路径。

此次技术突破的核心在于一场"反应机制的革命"。传统钠硫电池长期受困于S⁰/S²⁻的低价态反应路径，不仅放电电压普遍低于1.6V，远落后于主流锂/钠离子电池，更因需过量使用化学性质活泼的金属钠作为负极，带来了严重的安全隐患与成本压力。孙浩团队创新性地将反应路径变革为S⁰/S⁴⁺的高价态氧化路径，基于S/SCl₄的高价态可逆反应（理论容量高达3350 mAh/g），成功将电池放电电压大幅提升至3.6V，实现了能量输出能力的跨越式提升。更具突破性的是"无负极"设计：电池无需预先装载金属钠，而是在充电过程中于负极原位生成钠金属，从根源上解决了金属钠运输、组装及运行中的安全风险，同时显著降低了材料成本。

这项创新技术带来的多重利好，正重塑储能领域的价值逻辑。在性能层面，除了高电压优势，该电池展现出卓越的综合性能：基于正负极总质量计算的能量密度最高可达2021 Wh/kg，功率密度达23773 W/kg，远超传统钠硫电池；可在-40℃至80℃的超宽温域内稳定运行，搁置400天后仍能正常工作，适配不同地域与场景的使用需求。在安全与成本层面，无负极设计配合不可燃氯铝酸盐电解液，彻底解决了传统体系的热失控风险，经点燃、弯曲、切割等实际场景验证均展现出优异安全性；预估材料成本较传统钠电池更具优势，规模化应用后有望进一步降低度电成本。在应用拓展层面，团队已成功制备出安时级电池及柔性纤维状电池，既适配电网侧大规模储能，也可应用于可穿戴电子设备、低空飞行器等移动场景，展现出全场景覆盖潜力。

此次突破的影响已远超技术本身，对能源行业发展与国家战略实施具有深远意义。从行业层面看，它破解了制约碱金属-硫电池体系数十年的核心难题，推动钠硫电池从"高温高风险"向"常温高安全"转型，为低成本、可持续储能技术的商业化落地提供了成熟方案。钠硫电池所依赖的钠、硫元素地壳丰度高、成本低廉，我国自给率高，该技术的成熟将加速储能产业摆脱对锂、钴、镍等稀缺金属的依赖，优化储能产业链结构。

从国家战略层面，该成果为我国实现"双碳"目标与能源转型提供了关键技术支撑。在大规模储能领域，它可助力风光大基地配套储能项目建设，提升电网对可再生能源的消纳能力；在低空经济、人工智能、国防军事等重大需求领域，其高安全性、高能量密度的特性将发挥核心保障作用。随着技术产业化推进，预计将进一步推动我国储能装机规模扩张——据行业预测，2030年我国钠硫电池装机规模有望突破1.2吉瓦，而该技术的突破将加速这一进程，增强我国在全球储能技术竞争中的核心优势。