鈉硫電池（Na–S電池），因為鈉和硫都是地球上含量豐富、價格低廉的元素，長期以來被視為取代傳統鋰電池、實現大規模儲能的重要候選技術。然而，室溫下的Na–S電池在實際應用上面臨了兩個問題。第一個問題出在陰極：傳統Na–S電池的陰極反應是硫被還原成硫化鈉（Na₂S），其放電電壓不到1.6 V，遠低於商業化鋰電池或鈉電池，能量密度因此大打折扣。第二個問題出在陽極：傳統設計必須使用大量鈉金屬，其用量通常比一般鋰電池或鈉電池高出數十倍，這既增加成本和安全隱患，也稀釋了電池的整體能量與功率密度。其實，若能讓硫走「高價態」的氧化還原路徑——也就是將S⁰氧化為S⁴⁺，例如形成四氯化硫（SCl₄）——放電電壓可高達3.6 V，理論容量也從1,675 mAh/g 大幅躍升至3,350 mAh/g。但問題是，該路徑在室溫下會面臨極高的氧化能障，且缺乏合適的陰離子配體，所以無法實現。若同時省去多餘的鈉金屬，採用僅以鋁箔作為陽極的「無陽極」架構，安全性與能量密度都能進一步提升，但如何讓鈉在鋁箔上均勻且可逆地沉積，同樣是一道難題。

近日，中國上海交通大學與復旦大學的研究團隊，成功開發出一種3.6 V等級的無陽極鈉硫電池。成功的關鍵在於電解液的設計：他們採用以亞硫醯氯（SOCl₂）為溶劑、溶有8 M AlCl₃和4.5 M二氰胺鈉（NaDCA）的不易燃氯鋁酸鹽電解液，其中的二氰胺根陰離子（DCA⁻）發揮了雙重作用。在陰極端，DCA⁻能與硫形成分子間配位，促進氯離子（Cl⁻）作為配體嵌入，使S₈與SCl₄之間的可逆的32個電子轉換得以實現，密度泛函理論計算顯示其能將硫氧化的能障從11.12 eV大幅降至9.17 eV；在陽極端，DCA⁻的分解產物在鋁箔表面形成富含氰化鈉（NaCN）和氮化鈉（Na₃N）的固態電解質介面，確保鈉金屬均勻沉積，庫倫效率達96%，臨界電流密度高達50 mA/cm²。電池最大能量密度與功率密度分別達到1,198 Wh/kg和23,773 W/kg，循環壽命長達1,400圈，可在−40°C至80°C的溫度範圍內正常運作；加入鉍配位共價有機框架（Bi-COF）催化劑後，能量密度更提升至 2,021 Wh/kg。