【钠电池网专访】北航王华教授：从“实验室”到“极寒战场”，钠电的中国突破之路

记者 | 钠电池网
时间 | 2026年2月8日

在新能源材料研究的最前沿，有这样一位科学家——他带领团队攻克了钠金属负极难以规模化制备的世界性难题；他研制出全球首个可在–40°C稳定运行的安时级无负极钠电池；他的成果连续登上《Nature Synthesis》《Joule》等顶级期刊，并被国际同行称为“为钠电实用化铺下关键基石”。

他，就是北京航空航天大学化学学院教授、博士生导师、国家优秀青年科学基金获得者、2023年全球前2%顶尖科学家——王华。

近日，钠电池网记者走进北航沙河校区，在洁净实验室与办公室之间穿梭的间隙，对王华教授进行了深度专访。话题从基础科学到产业落地，从极寒挑战到资源安全，一场关于“钠”的未来图景徐徐展开。

🔬 “钠金属负极不是不能做，而是没人敢规模化做”

提起2025年底发表于《Nature Synthesis》的研究，王华教授语气平静却坚定：“过去十年，钠金属负极一直停留在‘毫克级’‘毫米级’的实验室演示。但要真正走向应用，必须解决大面积、超薄、高一致性三大工程瓶颈。”

传统钠金属质地软、易氧化、轧制时极易黏辊断裂，导致无法像锂箔那样卷对卷生产。王华团队另辟蹊径，提出“界面润滑与功能改性协同策略”——在轧制过程中引入自润滑聚合物PDMS（聚二甲基硅氧烷），它不仅在钠表面形成润滑膜减少摩擦，还能通过Na–O–Si键“嫁接”成一层机械坚固的保护层。

“这层界面就像给钠穿上了一件‘纳米盔甲’。”王华解释道，“结果是：50微米厚的钠箔硬度提升8倍，空气稳定性显著增强，且可实现平方米级连续制备。”

这项技术已成功拓展至锂、钾金属箔，展现出普适性潜力。更令人振奋的是，基于该钠箔组装的Ah级软包电池，在1.0 M NaPF₆-G2电解液中实现150.6 Wh/kg能量密度，100次循环容量保持率达86%；若匹配耐高压电解液，能量密度进一步提升至180.2 Wh/kg。

“这意味着，钠金属电池不再是‘纸上谈兵’，而是具备了走向产业化的材料基础。”王华说。

图：王华团队提出的界面润滑与功能改性协同策略实现超薄钠箔规模化制备（来源：Nature Synthesis）

如果说钠金属负极解决了“有没有”的问题，那么低温性能则关乎“好不好用”。

2024年初，王华团队在《Joule》发表了一项更具颠覆性的成果：全球首个–40°C下工作的安时级无负极钠电池。

“无负极”意味着电池出厂时负极只有集流体，钠在首次充电时原位沉积。这种设计可最大化提升能量密度，但在低温下极易因成核不均、SEI脆裂而失效。

王华团队的破局之道在于“双协同”：

结果令人震撼：半电池在–40°C下库仑效率高达99.88%；纽扣全电池能量密度达250 Wh/kg（基于活性物质）；而Ah级软包电池在整包质量下仍实现110 Wh/kg，循环100次容量保持率超80%。

“我们不是在追求一个实验室数据，而是在验证一种极端环境下的工程可行性。”王华强调，“中国幅员辽阔，从漠河到三亚，电池必须‘全国无禁区’。”

图：–40°C无负极钠电池工作原理与电化学性能（来源：科学网）

面对“钠电是否会取代锂电”的提问，王华笑着摇头：“这是个伪命题。钠和锂，更像是‘兄弟’而非‘对手’。”

他指出，钠电的核心优势不在能量密度，而在安全性、低温性能、资源可持续性与成本韧性。“锂适合高端长续航，钠适合主流大众市场，尤其是北方、高寒、两轮车、储能等场景。”

目前，王华团队正与多家企业合作推进技术转化。“我们的目标很明确：让钠电从‘能用’走向‘好用’，最终‘爱用’。”

作为国家优青、全球前2%科学家，王华却始终强调“问题导向”。“我常对学生说，不要只盯着影响因子，要盯着真实世界的问题——比如冬天电动车趴窝，比如战略资源被卡脖子。”

他主持国家自然科学基金、重点研发计划等20余项，发表SCI论文130余篇，引用超万次，但最让他自豪的，是团队成果被Asian Scientist、Materials Views等国际平台广泛报道，“说明中国在钠电基础研究上，已经站在第一梯队。”

采访结束时，窗外北京的冬日阳光正好。王华望向实验室方向，轻声说：“钠电的春天，不在季节里，而在每一次突破中。”

从一张50微米的钠箔，到一块–40°C仍能驱动汽车的电池，王华和他的团队，正用扎实的科研，为中国新能源写下新的注脚。

而这，或许只是钠电革命的序章。

【记者手记】
在追逐“更高能量密度”的狂潮中，王华教授选择了一条更难但更务实的路——让电池在真实世界中可靠、安全、低成本地工作。这，或许才是科技真正的温度。