近日，上海交通大学变革性分子前沿科学中心孙浩副教授团队在学术领域取得了重要进展。他们在《自然》期刊上发表了一篇题为“高电压无负极钠硫电池”的研究论文，首次提出了一种基于高价态硫反应路径的全新钠硫电池体系。这一突破有效解决了传统碱金属-硫电池长期面临的在电压和安全性方面的技术瓶颈，为新一代储能技术的发展开辟了一个崭新的方向。

室温钠硫电池由于钠、硫元素储量丰富且成本低廉，一直被视为大规模储能领域的重要技术路径。然而，传统电池体系依赖单质硫至硫化钠的低价态反应路径，导致放电电压普遍偏低，通常低于1.6伏，这严重限制了其能量输出。同时，该路径需要在负极使用过量的金属钠，不仅增加了制造成本，也带来了严重的安全风险。

针对上述问题，研究团队创新性地将反应机制从S?/S²?的低价态还原，转变为S?/S??的高价态氧化路径，由此构建出一种高电压、无负极的钠硫电池结构。通过引入S/SCl?体系实现高价态可逆反应，其理论容量高达3350毫安时每克，使得电池放电电压提升至3.6伏。在充电过程中，钠金属可在负极原位生成，因而不需要在初始组装时加入金属钠，这大幅提高了安全性并降低了材料成本。

这项研究实现了钠硫电池反应机理从低价态向高价态的本质跨越，推动电池结构由依赖过量钠金属向无负极设计的根本转变。这一成果不仅解决了长期制约碱金属-硫电池性能提升的核心难题，也为开发低成本、高安全、可持续的先进储能系统提供了新的理论基础和技术方案。其在大规模能源存储、低空飞行器、智能计算及特殊装备等应用场景中，具备广阔的前景。

本论文由孙浩副教授与复旦大学彭慧胜院士共同担任通讯作者，变革性分子前沿科学中心博士生耿世涛与已毕业博士袁彬为共同第一作者。