無負極鈉電池(AFNB)因其高能量密度、高安全性、低成本和簡單的制造工藝而被認為是下一代儲能系統的有前途的替代品。然而,由于大的體積變化和Na枝晶的生長,其庫侖效率(CE)低,壽命短,限制了其實際應用。
在此,香港城市大學樓雄文教授報道了結合CoP納米顆粒的N,P共摻雜碳大孔纖維(表示為CoP@N/P-CMF)被開發作為高能AFNB的集流體。
文章要點
1)研究人員提出了一種由N,P共摻雜碳大孔纖維和CoP納米顆粒組成的三維多功能基質(CoP@N/P-CMFs),用于選擇性成核和均勻沉積Na,多孔骨架通過降低局部電流密度和Na+通量來降低結構應力并抑制枝晶生長。
2)CoP和N,P共摻雜碳的親鈉性降低了Na成核的能壘,進一步控制了Na的均勻生長,因此,CoP@N/P-CMFs的平均電導率超過99.97%(10 mA/cm2和10 mAh/cm2)和無枝晶Na沉積。當與Na3V2(PO4)3陰極結合時,組裝的可折疊AFNB表現出穩定的循環性能。
參考文獻
Yongling An, et al, Foldable anode-free sodium batteries enabled by N,P-codoped carbon macroporous fibers incorporated with CoP nanoparticles, Sci. Adv. 11, eadv2007 (2025)
DOI:10.1126/sciadv.adv2007