摘要：钠-氯（Na-Cl₂）电池因高理论容量（可达1200 mAh/g）和丰富的钠、氯资源，被视为电网储能和可穿戴设备的潜力候选。然而，传统电解液依赖高腐蚀性亚硫酰氯（SOCl₂）仍存在严重问题。

钠-氯（Na-Cl₂）电池因高理论容量（可达1200 mAh/g）和丰富的钠、氯资源，被视为电网储能和可穿戴设备的潜力候选。然而，传统电解液依赖高腐蚀性亚硫酰氯（SOCl₂）仍存在严重问题。

在此，上海交通大学孙浩团队采用低腐蚀性酯类溶剂（二氯乙酸甲酯）替代高腐蚀性的SOCl2，并添加AlCl3和NaFSI制备了面向高性能Na-Cl2电池的低腐蚀性电解液。

该策略有效缓解了电解液的腐蚀性，能够兼容软包电池制备，并兼具宽工作温域（−40到80°C）和低温稳定性（−40°C稳定循环700次以上）。电池在100 mA g−1电流密度条件下表现出1200 mAh g−1的可逆容量（基于正极碳质量计算），并可拓展到纤维电池领域，实现了可充电Na-Cl2电池的可穿戴应用。

此外，作者进一步提出以供体数（DN）和电荷转移（ΔN）为关键描述符的有机电解液设计准则，从分子相互作用层面揭示了溶剂分子结构调控机制，为发展高安全、可持续的Na-Cl2电池提供了普适性的理论依据。

图1. 低腐蚀性酯类溶剂用于可充电Na-Cl2电池

总之，该工作以甲基二氯乙酸酯（MDCA）为核心的非腐蚀性有机电解液，替代传统SOCl₂，成功构建高性能钠-氯电池。具体而言，作者在基于4 M AlCl3和MDCA的（AM）电解液中加入1 M NaFSI（ANM）后，可充电Na-Cl2电池在室温下表现出良好的电化学性能。

此外，氘代氯仿共溶剂的引入可以促进Na+在电解液中的传输，从而有利于电池在低温下的性能，采用ANMC电解液的Na-Cl2电池可以在−40°C到80°C的宽温度范围下工作，并在−40°C下表现出超过700次循环的长循环寿命。

基于多壁碳纳米管（MWCNT）纤维作为正极，Na金属沉积的MWCNT纤维作为负极与ANMC电解液耦合所制备的纤维电池表现出从−20°C到80°C的宽温度范围，证明了它们作为宽温域、高安全性和可穿戴电源的应用潜力。因此，该工作克服了SOCl2基电解液的腐蚀性和高温稳定性差等关键挑战，有望推动可充电Na-Cl2电池的实际应用。

图2. 可充电Na-Cl2电池的电解液设计准则

Harnessing organic electrolyte for non-corrosive and wide-temperature Na-Cl2 battery, Nature Communications 2025 DOI: 10.1038/s41467-025-57316-5

孙浩 上海交通大学变革性分子前沿科学中心，其面向新型电化学储能器件开展研究，重点探索氯基电池（Nat. Commun. 2025, 16, 1946; Nat. Commun. 2024 ,15, 944; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202312001; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202306789; Adv. Energy Mater. 2023, 2303127）和无负极电池（Adv. Mater. 2024, 2407648; Adv. Mater.2024, 2401114; Sci. Adv. 2024, 10, eadp7385; Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202304978;Adv. Mater. 2022, 34, 2207361）研究，并推动其在规模化储能和可穿戴器件领域的应用（Nat. Electron. 2024, 7, 729; Adv. Mater. 2024, 2410974; Natl. Sci. Rev. 2024, 11, nwae006; Joule 2021, 5, 2764）。

来源：朱老师讲VASP