近期，北航郭林院士、王华教授联合浙工大佴建威教授在钠电池领域中取得了重要研究进展，相关成果以“Scalable ultrathin sodium metal anodes”为题发表在国际期刊Nature Synthesis上。论文的第一作者为北京航空航天大学唐孟尧、董帅和浙江工业大学岳苛，通讯作者为北京航空航天大学郭林教授、王华教授和浙江工业大学佴建威教授。

钠离子电池在学术界和工业界均引起了广泛关注，然而大面积超薄钠（Na）金属箔的缺乏阻碍了高能量密度钠离子电池的基础研究和商业化进程。金属钠因高理论比容量（~1166 mAh/g）和低氧化还原电位（-2.71 V vs 标准氢电极）在高能量密度钠电池领域应用前景广阔。尽管科研人员已通过电解液调控、界面工程等手段提升钠负极可逆性，但可规模化制备且性能稳定的钠负极仍未实现。现有实验室自制钠负极普遍存在尺寸不均、厚度过厚（超400 μm）等问题，导致钠负极严重过量且大幅降低了电池能量密度；同时，规模化钠负极制备的研究不足，也阻碍了相关成果从扣式电池向软包电池的转化，制约了钠电池的基础研究与实用化进程。常用商业正极2-5 mAh/cm⟡的单侧容量，50 μm钠箔可实现正极容量匹配，并补偿界面层形成的不可逆钠损耗，且不会牺牲电池能量密度。但是超薄钠箔制备面临钠活性高、机械性能差、易黏附磨损等挑战，现报道的钠箔为合金以及钠/碳复合材料、仅限厘米级尺寸，因此大面积≤50 μm超薄钠金属箔的制备，成为该领域迫切需求却极具技术难度的关键课题。

本研究成功制备出大面积超薄（≤50 μm）钠金属箔，填补了钠基电池实验室研究与工业化应用之间的技术鸿沟。研究提出界面润滑与功能改性协同策略，解决了钠箔机械加工性能差的核心难题：引入的自润滑PDMS可有效降低界面摩擦阻力，并通过摩擦化学反应在钠表面构建机械稳固的界面层，保障钠箔的规模化制备。更关键的是，PDMS衍生的(Si-O)ₙ-Na物种兼具Na⁺传输能力与高弹性模量，可作为钠负极的人工SEI。所制p-Na箔与纯Na负极相比，电极电位、脱钠容量基本一致，且能实现无枝晶的Na沉积/剥离行为。最终，米级超薄钠箔的成功制备，实现了N/P~1.9的Ah级50 μm Na||NFM软包电池的组装，其基于全电池的能量密度达180.2 Wh/kg。该工作为可持续、低成本、高能量密度钠金属电池奠定了材料基础，既推动了基础研究中钠电极的标准化，也大幅加速了钠电池向高能量密度方向的发展。

分析测试中心参与了以上研究的服务保障和技术支持，研究团队在刊发的论文中对分析测试中心进行了致谢。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s44160-025-00934-0