基于无过渡金属正极的钠金属电池（SMBs）对于要求低成本和高能量密度的储能应用非常重要。

近日，天津大学孙晓红，美国加州大学圣巴巴拉分校Galen D. Stucky报道了一种通过将电解质从死质量转化为储能贡献者来提高无过渡金属正极SMBs的能量密度的策略。

文章要点

1）研究人员采用NaI部分替代电解质中的NaClO₄，从而提供I₃^-/I^-氧化还原对的额外电化学，以提高电池性能。同时，制备了氮掺杂（15.71 at%）的氧化石墨烯（GO）包裹的介孔（10 nm）碳球（N-MCS@GO）作为I₃^-/I^-氧化还原增强型SMB的正极。

2）实验结果表明：介孔结构提供了一个良好的界面，增强了I₃^-/I^-氧化还原电偶的电化学性能，增加了电容储能；同时GO包覆介孔碳球抑制了自放电，使得电池的库仑效率（CE）从70.4%提高到91.9%。

3）通过N-MCS@GO与NaI激活的电解质组成的全电池可提供279.6 mAh g⁻¹的容量，在0.5-3 V、200 mA g⁻¹下的能量密度为459.2 Wh kg⁻¹。此外，I₃^-/I^-氧化还原在全电池中的活性在电流密度为1 A g⁻¹下，1 000次循环后保持不变，从而突出了I₃^-/I^-氧化还原增强型SMBs的实际巨大应用潜力。

参考文献

Xudong Hu, et al, I^3–/I^– Redox Enhanced Sodium Metal Batteries by Using Graphene Oxide Encapsulated Mesoporous Carbon Sphere Cathode, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202101637

https://doi.org/10.1002/adfm.202101637