构建3D电子传导支架已被证明是缓解严重的枝晶生长和钠(Na)金属阳极无限体积变化的有效方法。然而，电镀钠金属不能完全填充这些支架，尤其是在高电流密度下。
在此，西安交通大学Xiaofei Hu，丁书江教授，达特茅斯学院李玮瑒教授揭示了3D支架上均匀的Na电镀与表面Na+电导率密切相关。
文章要点
1）作为概念证明，研究人员合成了在泡沫镍上生长的NiF2空心纳米碗(NiF2@NF)，以在3D支架上实现均匀的Na电镀。NiF2可以电化学转化为富含NaF的SEI层，从而显着降低Na+离子的扩散势垒。沿Ni骨架生成的富含NaF的SEI层创建了3D互连离子传导通路，并允许Na+在整个3D支架中快速转移，从而实现密集填充和无枝晶的Na金属阳极。
2）因此，由相同的Na/NiF2@NF电极组成的对称电池显示出持久的循环寿命，具有极其稳定的电压分布和小的滞后，特别是在10 mA cm-2的高电流密度或10 mAh cm-2的大面积容量下。此外，用Na3V2(PO4)3正极组装的全电池在5 C的高电流下循环300次后表现出97.8%的优异容量保持率。
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Xuan Lu, et al, Building Fast Ion-Conducting Pathways on 3D Metallic Scaffolds for High-Performance Sodium Metal Anodes, ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c01759
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c01759
