钠(Na)金属电池因其丰富的钠储量和低廉的成本,在大规模储能装置中极具应用前景。然而,其实际应用受到枝晶生长和电极-电解质界面不稳定的阻碍。在此,北京航空航天大学宫勇吉、天目山实验室Zhai Pengbo设计了一种由覆盖g-C3N4涂层(g-C3N4/3D-C)碳基质组成的3D亲钠结构,以稳定Na的镀覆/剥离行为。
本文要点:
1) 亲钠性是由异质界面上高度可逆的吸附插层过程赋予的,该过程可以引导共形Na沉积,并诱导形成具有高结构稳定性和快速Na离子传输的富无机固体电解质界面。同时,3D支架可以有效适应镀钠/剥离过程中的钠沉积,并抑制枝晶的形成。
2) 因此,与g-C3N4/3D-C电极组装的半电池在1.0 mA cm-2下具有长期循环性能,在2000多次循环中具有99.92%的高库仑效率,即使在5 mA cm-2、10 mAh cm-2下也能达到99.94%。作者通过全电池验证了g-C3N4/3D-C的实际可行性,显示出良好的倍率性能和长循环性能。
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