结晶 SnS2 通过插层转化合金化 (ICA) 反应容纳 Na 离子,具有高能量存储的天然潜力,同时其层状结构有利于快速充电。然而,这些内在优势在实际电池应用中并未得到充分实现。
在此,高丽大学Jae-Chul Lee,檀国大学Yong-Seok Choi利用基于机器学习的热力学、人工神经网络辅助的分子动力学和密度泛函理论的创新集成,证明了特定溶剂可以有效地调整反应路径。
文章要点
1)该策略不仅可以控制相变路径,还可以显着减少固体电解质界面相 (SEI) 的形成,这是最近电池研究中的一个常见问题。溶剂的这些特性使可逆 ICA 反应成为可能,也有助于将微米级 SnS2 颗粒转化为 3D 多孔纳米结构,同时最大限度地减少 SEI 的形成。
2)Na-SnS2 半电池的性能在 0.5 C 时达到 1100 mAh g-1(理论容量的 97%),使其成为 Na 存储的最佳性能之一。这项研究突破了将电解质溶剂视为离子传输的简单介质这一传统观点,强调了溶剂选择对实现 SnS2 阳极可逆反应和形态转变的关键影响,同时最大程度地减少 SEI 形成,并为基于 ICA 反应的储能系统中的阳极性能设定了基准。
参考文献
Young-Hoon Kim, et al, Solvent-Driven Na Storage in SnS2 Anodes: Atomistic Simulation-Guided Strategies for Reversible Reactions, Solid Electrolyte Interphase, and Morphological Transformation, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c13669
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c13669