近日，來自燕山大學和北京高壓科學研究中心的科研工作者們，對Na-S電池在超高壓（GPa級）條件下的物質形態、導電率、化學鍵、相變進行了系列研究。相關論文發表在SCI期刊Journal of Materials Chemistry A上。

        Li-S和Na-S電池作為全固態電池，具備很多優點，比如良好的電導率、較長的使用壽命和較大的存儲電量。由于成本低廉，Na-S電池引起了人們的廣泛興趣。但是，也存在一些弊端，比如需要高溫運行（＞300攝氏度）；電池在放電過程中，Na2S2的形成使得電池容量降至558 mAh（g/S），這遠遠低于其理論電池容量1672 mAh（g/S），制約了Na-S電池的發展。

        科研工作者們利用超高壓裝置獲得一系列高壓條件確認了4個新的穩定相，分別是Na3S、Na5S3、Na2S2和Na2S3，在3.2 GPa、7.0 GPa和0.9 GPa條件下獲得。之前未經確認的Na2S3（配合S32-陰離子）相比于Na2S2和Na2S4，表現出更低的生成焓。之前預測的四方結構Na5S3伴隨著無限S原子鏈（具有混合價態），*在堿金屬硫化物中觀察到。Na3S表現出一維電子特性，化學式表現為Na3S+e﹣，其中S原子占據了配位數Na12S。Na3S和Na5S3都表現出金屬的固有特性，明顯區別于其它半導體相。本研究有利于確認新的Na-S結構，有利于Na-S電池的電化學機理研究。

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