钠（Na）金属因其较高的理论容量和较低的电化学氧化还原电位而被认为是一种很有前途的大规模储能技术的负极候选材料。然而，钠负极存在枝晶生长、与电解液发生严重的寄生反应等问题，严重阻碍了其实际应用。
近日，上海大学Chao Wu，西湖大学文燎勇报道了一种在橡胶工业中被广泛用作硫化促进剂的商用有机硫化合物（四甲基硫脲二硫化物，TMTD），其作为一种低负载量的添加剂，可以在长期循环中促进无枝晶镀钠/剥离。
文章要点
1）这种新型添加剂具有易得、成本低、毒性小等优点，适合在电池中应用。使用添加TMTD电解质的对称电池在0.25 mAh cm−2时可保持1600h的稳定循环，按Aurbach方案下的循环CE可达94.25%。在仅含2 wt% TMTD的传统碳酸盐基电解液中，循环库仑效率达到94.25％。此外，使用添加了TMTD的电解液，普鲁士蓝作为正极的全电池具有86.2 mAh g-1的可逆容量，在4 C的高倍率下600次循环后的容量保持率为80％。
2）光谱分析和密度泛函理论（DFT）计算表明，这种独特的有机硫添加剂可以在循环过程中在钠金属表面上原位形成富含有机硫化物盐的稳定SEI保护层。这种富含硫化钠的有机SEI层不仅可以促进钠离子的迁移，降低界面电阻，而且可以抑制循环过程中钠枝晶的形成。
对有机硫化合物添加剂的基本认识为在碳酸盐电解液中开发高可逆性和高安全性的SMBs提供了可行的指导，同时也可以推广到其他碱金属电池。
参考文献：
Ming Zhu, et al, Stable Sodium Metal Anode Enabled by an Interface Protection Layer Rich in Organic Sulfide Salt, Nano Lett., 2020
DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04158
https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04158
