综述：原子位点与邻近缺陷的电子协同作用用于高压钠离子和锌空气电池

这篇综述聚焦单金属原子和缺陷原子在高压钠离子电池(SIBs)和锌空气电池(ZABs)中的协同效应，重点探讨了Na+传输动力学、界面重构(CEI/SEI)优化以及单原子应变对电子分布的调控作用，为开发长循环稳定性和快速动力学的电极材料提供了新思路。

　　

Abstract
高压钠离子电池(SIBs)和锌空气电池(ZABs)的发展面临关键挑战：在高电流密度下实现Na⁺传输的电压极化降低，以及通过原子级设计提升容量。研究表明，单原子应变与C/N缺陷石墨烯表面的单/双原子掺杂能有效调控电子分布，产生协同效应加速离子传输路径。特别值得注意的是，阴极-电解质界面(CEI)和固体-电解质界面(SEI)的重构对高压SIBs性能具有决定性影响。

关键材料设计
硬碳材料中单金属原子的掺入创造了本征电场，而邻近缺陷位点则通过电子再分配优化了Na⁺吸附能。这种"原子位点-缺陷"协同体系展现出三方面优势：(1)降低Na⁺扩散势垒；(2)增强电子导电网络；(3)稳定电极/电解质界面。实验证实，具有特定空位浓度的氮掺杂石墨烯能使钠离子电池在5A/g电流密度下仍保持92%容量保持率。

界面工程突破
通过原位/非原位(ex situ/in situ)表征技术揭示了SEI膜的动态演化规律：富含无机成分的薄层SEI(厚度<10nm)可显著抑制电解液分解。在4.5V高电压下，含F元素的CEI层能有效防止过渡金属溶解。特别有趣的是，单原子催化剂在ZABs中表现出独特的低温适应性，在-40°C仍保持氧还原反应(ORR)活性。

未来挑战
尽管取得进展，单原子电极仍面临三大瓶颈：(1)高温合成过程中的原子团聚；(2)循环过程中缺陷结构的不可逆演变；(3)规模化生产的质量控制。解决方案可能在于开发新型熔盐辅助合成方法，以及建立原子分散度的快速检测标准。值得注意的是，Na⁺在硬碳中的填充-吸附协同存储机制仍需更精确的理论模拟支持。

Conflict of Interest
作者声明无利益冲突。