鈉(Na)金屬電池因其豐富的鈉儲量和低廉的成本,在大規模儲能裝置中極具應用前景。然而,其實際應用受到枝晶生長和電極-電解質界面不穩定的阻礙。在此,北京航空航天大學宮勇吉、天目山實驗室Zhai Pengbo設計了一種由覆蓋g-C3N4涂層(g-C3N4/3D-C)碳基質組成的3D親鈉結構,以穩定Na的鍍覆/剝離行為。
本文要點:
1) 親鈉性是由異質界面上高度可逆的吸附插層過程賦予的,該過程可以引導共形Na沉積,并誘導形成具有高結構穩定性和快速Na離子傳輸的富無機固體電解質界面。同時,3D支架可以有效適應鍍鈉/剝離過程中的鈉沉積,并抑制枝晶的形成。
2) 因此,與g-C3N4/3D-C電極組裝的半電池在1.0 mA cm-2下具有長期循環性能,在2000多次循環中具有99.92%的高庫侖效率,即使在5 mA cm-2、10 mAh cm-2下也能達到99.94%。作者通過全電池驗證了g-C3N4/3D-C的實際可行性,顯示出良好的倍率性能和長循環性能。
Lei Wang et.al Conformal Sodium Deposition Facilitated by Ion Adsorption-Intercalation Process within Hetero-Interface for Stable Sodium Metal Batteries Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403258
https://doi.org/10.1002/aenm.202403258