构建具有足够固相接触的相界面对于提高化学反应动力学和深度具有重要意义。尽管，电极材料的高分散性，特别是原子水平的高接触性至关重要，然而由于低负载，其在电池中的潜在应用仍受到严重限制。
近日，郑州大学陈卫华教授报道了在超高N掺杂碳诱导的Ni3S4@HNC电化学过程中，高负载量原子分散的Ni（Ni/Ni-N-C：54.9 wt%）使转换型电极在钠离子电池（SIB）中保持了高度持久的反应可逆性和高容量。
文章要点
1）研究人员首先精心合成了一系列碳基体中不同N掺杂的碳基硫化镍复合材料，DFT结果显示，微调碳前驱体中的氧原子比，可以有效地调节了N掺杂量。最高的N掺杂（N/N-C：29.5 wt%）（Ni3S4@HNC）在放电过程中形成了明显的原子级Ni，并得到了XAFS和HAADF-STEM技术的证实。更重要的是，超高的N掺杂和放电过程中的Na2S对于实现热稳定的Na2S/Ni/NC结构，实现高负载Ni至关重要。
2）实验结果显示，得益于超高的Ni和Na2S固-固界面接触，在碳酸盐电解液中，与N掺杂的Ni纳米颗粒电极较差的循环性能（每循环容量衰减0.418%）相比，表现出最佳的循环稳定性（每循环容量衰减0.061%）和优异的倍率性能（14.3 A g-1下，容量达到350.5 mAh g-1）。此外，组装后的软包电池还表现出出色的稳定性（50次循环后容量保持率为92.1%）。
3）Cyro-TEM和XPS分析表明，Ni3S4@HNC在主要由NaF、Na2CO3和有机成分组成的碳酸盐基电解液中形成的SEI具有镶嵌多晶结构，界面性质稳定。
这项研究为开发大容量转换型电极、反应过程中涉及固体界面的材料以及广泛应用的高负载原子分散材料提供了指导。
参考文献
Song et al., Atomically dispersed Ni induced by ultrahigh N-doped carbon enables stable sodium storage, Chem (2021)
DOI：10.1016/j.chempr.2021.06.008
https://doi.org/10.1016/j.chempr.2021.06.008
