Abstrak
Baterai logam natrium (SMB) telah muncul sebagai alternatif yang menjanjikan untuk baterai lithium-ion untuk penyimpanan energi berbiaya rendah dan berdensitas energi tinggi. Namun, aplikasi praktisnya terhalang oleh pertumbuhan dendrit yang tidak terkendali dan reaksi antarmuka yang tidak stabil. Dalam studi ini, interlayer berbasis ZrS₂ diperkenalkan untuk memungkinkan SMB berkapasitas tinggi dan bebas dendrit dengan stabilitas jangka panjang yang luar biasa. Lembaran ZrS₂ 2D membentuk antarmuka yang terikat erat dengan logam Na, yang secara efektif menekan reaksi parasit pada antarmuka elektrolit|Na. Selain itu, ZrS₂ menawarkan penyerapan Na⁺ yang kuat dan memiliki saluran transpor ion 2D yang terbatas, yang memfasilitasi pengendapan Na planar yang seragam yang dipisahkan dari proses desolvasi. Yang penting, interlayer ZrS₂ menunjukkan difusivitas Na⁺ yang tinggi dan mengakomodasi Na⁺ melalui mekanisme interkalasi reversibel, sehingga mempertahankan integritas struktural di bawah kepadatan arus yang tinggi dan siklus yang lama. Hasilnya, anoda Na yang dimodifikasi ZrS₂ mencapai siklus hidup yang luar biasa yaitu 4800 jam pada 2 mA cm⁻ 2 dengan kapasitas areal 10 mAh cm⁻ 2 dalam sel simetris. Dalam konfigurasi sel penuh, anoda ini memberikan stabilitas siklus yang luar biasa selama 10000 siklus pada laju sangat tinggi 50 C. Karya ini memberikan paradigma desain baru untuk rekayasa antarmuka dalam SMB dan menunjukkan rute praktis menuju SMB yang aman, berkinerja tinggi dengan daya tahan yang ditingkatkan.