鈉金屬是高能量密度和低成本的鈉基電池的最有前景的負極選擇之一。但是，目前關于Na 金屬的化學機械效應如何影響金屬電池的理解有限。

圖1 外加外部壓力對Na電沉積的影響

愛荷華州立大學Cary L. Pint等證明了電池壓力控制了醚基電解液中鈉金屬沉積的形態(tài)和穩(wěn)定性。具體而言，這項工作通過結合成像和電化學研究，系統(tǒng)地研究了壓力對Na的成核、生長和電化學特性的影響，以了解壓力在Na金屬電池中的作用。其研究結果表明，Na沉積物的形態(tài)與壓力高度相關。

圖2 Na-C45電池在各種外部壓力下的電化學性能

具體而言，在壓力低于500千帕時，作者觀察到三維鈉核的存在，并伴隨著低的庫侖效率（CEs小于98%）。相反，在500至1272千帕的壓力下，可以觀察到光滑、平面的Na沉積，CE高達99.9%，以及穩(wěn)定的電化學循環(huán)。

進一步，通過在高電流密度以及有無擱置階段下進行的一系列測試，這項工作闡明了壓力下蠕變和形態(tài)演變的重要競爭時間尺度的平衡，以及決定Na形態(tài)和穩(wěn)定性的電荷轉移率。

該工作強調了在與扣式和軟包電池包裝有關的壓力范圍內的化學機械效應是鈉金屬電池設計和運行的關鍵因素。

圖3 壓力驅動蠕變對Na沉積的影響

Critical Role of Pressure for Chemo-Mechanical-Induced Stability of Sodium Metal Battery Anodes. ACS Energy Letters 2023. DOI: 10.1021/acsenergylett.3c00734