综述：钠离子电池先进快充负极设计

【编辑推荐】本综述系统分析了钠离子电池（SIBs）快充负极的四大动力学瓶颈：Na+脱溶剂化迟滞、固体电解质界面（SEI）离子传输受限、负极固态扩散缓慢及充放电体积应变，并提出体相结构工程、电解质协同设计和可控SEI层构建等优化策略，为高功率储能应用提供理论指导。

　　

Profiling SIB fast-charging anodes

钠离子电池（SIBs）因资源丰富、成本低廉及低温性能优异成为下一代快充技术的有力竞争者，但实现15分钟内的超快充电仍面临挑战。Na⁺迁移过程中的四大核心限制包括：电解液中Na⁺-溶剂分子强相互作用导致的脱溶剂化迟滞、SEI层疏松导致的离子传导率低下、负极材料有序结构引发的固态扩散阻力，以及快速嵌钠/脱钠引发的体积应力。

Challenges for fast-charging anodes

与锂离子电池（LIBs）相比，SIBs的快充性能差距显著。硬碳（HC）虽具备商业化潜力（50 A g^?1下容量140 mAh g^?1），但合金类负极在全电池中展现出更高倍率容量（200-300 mAh g^?1）。界面反应动力学迟滞、SEI离子电导率不足及材料结构坍塌是当前主要瓶颈。

Optimization strategies

体相结构工程：通过缺陷引入和异质原子掺杂（如氮掺杂碳）拓宽Na⁺扩散通道；电解质协同设计：醚类电解质促进无机富集SEI形成，降低脱溶剂化能垒；SEI调控：构建富含NaF的致密界面层以提升离子传输效率。典型案例显示，三维多孔Ti₃C₂T_xMXene负极在10C倍率下循环10,000次仍保持70.7%容量。

Conclusion and outlook

未来研究需聚焦于：开发新型溶剂体系以加速Na⁺脱溶剂化、设计梯度SEI结构优化界面传输、利用人工智能预测材料体积应变行为。通过多尺度调控策略，SIBs有望在智能电网和电动汽车领域实现与LIBs的性能竞争。