Advanced Functional Materials: 直接生长石墨烯培育的亲钠导电柔性钠金属宿主

钠金属电池因其容量大、成本低而受到广泛关注。然而,钠枝晶生长严重、固体电解质界面形成不稳定、机械稳定性差等,阻碍了其实际应用。因此,发展枝晶抑制效果好、机械性能好的宿主材料尤为重要。但是,大部分宿主材料的整体导电性有限,亲钠性较差,结构不够稳定。此外,柔性钠金属全电池的设计鲜有报道。

苏州大学能源学院、能源与材料创新研究院孙靖宇教授课题组近期报道了一种利用垂直石墨烯(VG)阵列载体和钴纳米粒子/氮掺杂碳修饰剂的柔性碳布作为熔融钠注入的新型宿主(Co-VG/CC)。在此设计中,直接生长的VG层的引入是培育及引导钴纳米粒子/氮掺杂碳均匀生长的关键,它可以同时提高整体电导率、降低局部电流密度和缓冲钠负极的体积变化。因此,以均匀生长方式衍生出的钴纳米颗粒赋予我们的宿主优越的亲钠性(熔融灌注时间:小于1s)。同时,氮的掺入可以进一步提升宿主对钠的浸润性。因此Na@Co-VG/CC负极在醚类电解液中获得了优异的高负载、高速率和长寿命剥离/沉积性能。

该工作为高性能钠金属负极的制备提供了借鉴和参考。相关研究论文在线发表于Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.202101233)上,题为“Synchronous Promotion in Sodiophilicity and Conductivity of Flexible Host via Vertical Graphene Cultivator for Longevous Sodium Metal Batteries”。苏州大学博士研究生卢晨、中国石油大学硕士研究生高志霄、苏州大学博士后刘冰之是论文的共同第一作者,孙靖宇教授为通讯作者。

论文信息:

Synchronous Promotion in Sodiophilicity and Conductivity of Flexible Host via Vertical Graphene Cultivator for Longevous Sodium Metal Batteries

Chen Lu, Zhixiao Gao, Bingzhi Liu, Zixiong Shi, Yuyang Yi, Wen Zhao, Wenyue Guo, Zhongfan Liu, Jingyu Sun

Advanced Functional Materials

DOI: 10.1002/adfm.202101233