水基钠离子电池在大规模储能方面具有广阔的应用前景，但水的分解限制了电池的能量密度和寿命。目前提高水稳定性的方法包括昂贵的含氟盐以形成固体电解液界面，以及向电解液中添加潜在易燃的共溶剂以降低水的活度。然而，这些方法大大增加了成本和安全风险。将电解液从近中性转变为碱性可以抑制放氢，同时也会引发放氧和阴极溶解。

近日，阿德莱德大学乔世璋教授报道了一种基于锰基PBA阴极(Na₂MnFe(CN)₆，NMF)，NaTi₂(PO₄)₃(NTP)阳极和经济实惠的无氟高氯酸钠(NaClO₄)碱性电解液的无氢碱性AsIB，其成本明显低于在高浓度电解液中常用的三氟钠盐和双(三氟甲基磺酰亚胺)钠。

文章要点

1）碱性电解液在阳极上抑制她。通过在NMF阴极上涂覆一层商用的镍/碳(Ni/C)纳米颗粒层，在阴极表面附近形成了一个富含H₃O+的局部环境。

2）这种富含H₃O+的局部环境源于Ni(OH)₂的不可逆形成和可逆的Ni(OH)₂/NiOOH氧化还原(由原位衰减全反射红外光谱(ATR-IR)和操纵面同步X射线粉末衍射(XRPD)证实)，显著降低了OER和电极溶解。

3）此外，涂层中的部分Ni原子被原位嵌入到阴极中，以稳定碱性介质中的NMF结构，这一点通过操纵面拉曼和高角度环形暗场扫描电子显微镜(HAADF-STEM)得到了证实。

参考文献

Wu, H., Hao, J., Jiang, Y. et al. Alkaline-based aqueous sodium-ion batteries for large-scale energy storage. Nat Commun 15, 575 (2024).

https://doi.org/10.1038/s41467-024-44855-6