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上交楊軍ACS Energy Letters：硬碳負極雙功能預氧化試劑實現(xiàn)高能鈉離子電池

作為鈉離子電池的基準負極材料，硬碳（HC）仍然面臨著初始庫侖效率不理想和固體電解質(zhì)界面（SEI）不穩(wěn)定等問題，從而降低了能量密度和循環(huán)性能。

在此，上海交通大學楊軍團隊首次展示了烷氧基氫化鋁鈉（RA）作為HC電極雙功能預鈉化試劑的應用。具體而言，作者通過驅(qū)動Na均勻容納到HC電極中同時誘導鈍化Al₂O₃納米層的形成。結果顯示，HC負極表面電解質(zhì)的分解和活性Na的消耗大大減輕導致Na₃V₂(PO₄)₃||HC全電池具有更高的能量密度和循環(huán)可逆性。此外，鈍化Al₂O₃納米層的原位表面修飾也降低了預沉淀HC對空氣的敏感性。

圖1. RA-HC的結構表征

總之，該工作將還原性烷氧基鋁氫化物鈉型復合物（RA）首次用作HC負極的新型化學預沉降劑。研究顯示，作為一種雙功能預鈉化試劑，RA不僅能起到Na補償作用，還能在HC上形成鈍化的Al₂O₃納米層，以防止電解質(zhì)分解。與電解質(zhì)電化學還原產(chǎn)生的傳統(tǒng)SEI層相比，容納的鈉降低了RA-HC電極的電勢，并導致在接觸電解質(zhì)后形成更薄且更致密的SEI層。

因此，初始充電過程中不可逆的鈉吸收被顯著抑制，從而使碳酸酯基電解質(zhì)的ICE高達94.6%，并提高了容量和循環(huán)穩(wěn)定性。RA處理后，全電池的ICE從69.4%增加到91.8%，初始容量從75.3 mAh g_NVP^?1提高到103.5 mAh g_NVP^?1。在1C下循環(huán)200次后，NVP||RA-HC全電池的容量保持率達到78.5%，而NVP||HC的容量保持率為65.6%。因此，該項研究推動了具有更高能量密度的長壽命鈉離子電池的開發(fā)。

圖2. 電池性能

A Bifuctional Presodiation Reagent for Hard Carbon Anodes Enhancing Performance of Sodium-Ion Batteries,?ACS Energy Letters?2024 DOI: 10.1021/acsenergylett.4c00314

原創(chuàng)文章，作者：Jenny（小琦），如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/03/28/0e2819b2fa/

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