在原子水平上限制鈉（Na）枝晶的生長是實現鈉金屬電池（SMB）穩定性和安全性的前提。近日，中國科學院吳忠帥、中國科學技術大學余彥、浙江大學陸俊報道了用sp雜化法將第四主族元素（Sn、Ge、Pb）作為單金屬原子錨定在石墨烯（Sn、Ge、Pb SAs/G）上，用于無枝晶鈉金屬陽極的通用合成。
本文要點：
1) 對Sn SAs/G上Na生長的原位實時觀察揭示了原子水平上動力學均勻的平面沉積，從而大大抑制了枝晶生長。對稱的Sn-SAs/G-Na電池在200次循環中表現出99.8%的高庫侖效率，在4 mA cm-2下具有600小時的長期循環能力，在8 mA cm-2時具有40 mV的超低過電位。
2) 此外，全電池Na3V2（PO4）3||Sn SAs/G-Na在20 C下具有67 mAh g?1的倍率性能，在500次循環后容量保持率高達91%。對不同M SAs/G（M = Sn、Ni、Zn、Fe、Co）上Na沉積的理論計算表明，Sn SAs/G的5s25p2電子構型實現了Na團簇沿石墨烯平面的平面沉積機制。
Yaguang Li et.al The sp Hybridization of Tin Single Atoms for Dendrite-Free Sodium Metal Batteries Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202415026
https://doi.org/10.1002/adma.202415026
