硫化亞鐵具有較高的理論容量,是鈉離子電池的理想陽極。然而,容量衰減和較差的速率性能阻礙了它們的實際應用。近日,內蒙古大學張江威、洛陽師范學院劉獻明、河南理工大學孫廣通過一種簡單且可擴展的硫化路線,構建了具有陽離子空位和削弱Fe–S鍵的Na摻雜Fe7S8棒。
本文要點:
1) 作者通過實驗結果與理論分析相結合研究發現,鈉摻雜引起Fe空位的產生和Fe-S鍵強度的減弱,從而調節了鈉摻雜Fe7S8的能帶結構,進而產生了更多的活性位點,并加速了鈉化/脫鈉反應動力學。
2) 因此,作者獲得了優異的鈉存儲性能,包括高且穩定的可逆容量(在0.5 A g?1下200次循環后為674 mAh g?1和在10 A g?l下1500次循環后為503 mAh g–1)、優異的倍率性能和增加的初始庫侖效率。此外,與商用Na3V2(PO4)3配對的全電池具有優異的循環穩定性,其經過100次循環后,在0.5 A g?1下的容量保持率為95.9%。
Naiteng Wu et.al Pre-Doping of Dual-Functional Sodium to Weaken Fe─S Bond and Stabilize Interfacial Chemistry for High-Rate Reversible Sodium Storage Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202400371
https://doi.org/10.1002/aenm.202400371