单原子材料（SAM）的独特配位结构允许在原子水平上进行精确反应控制，并发生电化学反应。近日，浙江大学陆俊、安庆师范大学张燕、福建师范大学洪振生利用多场调节合成（MRS）技术快速生产高负载量为15 wt%的单原子锑（Sb）金属。
本文要点：
1) 从头计算分子动力学模拟揭示了多物理场耦合显著增强了Sb和氮掺杂石墨烯的反应动力学。与常见的金属Sb纳米粒子相比，由于赝电容合金化脱合金过程中应力和体积膨胀的变化可以忽略不计，原子分散的Sb具有显著改善的电化学反应动力学和稳定的结构。
2) 这种在良好分散Sb原子中实现均匀离子流动的合金化反应可以作为调节钠金属成核和生长的活性成核位点。因此，涂有该材料（厚度仅为≈3µm）的铜箔在对称电池中表现出高达99.99%的库仑效率、3 mV的超低过电位和超过2500小时的长寿命。此外，作者还构建了一种无阳极MRS SbSA||Na3V2（PO4）3电池，该电池具有极高的能量密度（≈362 Wh Kg−1）、出色的倍率性能和良好的循环稳定性。
Si Zhao et.al Highly Reversible Sodium Metal Batteries Enabled by Extraordinary Alloying Reaction of Single-Atom Antimony Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403432
https://doi.org/10.1002/aenm.202403432
