钠金属电池在高能量密度和低成本储能技术方面有着巨大的前景,但由于灾难性的枝晶问题而严重受阻。包括亲钠晶种/托管界面设计在内的最新策略在抑制枝晶方面取得了巨大成功,同时在电镀前忽略了不可避免的界面耗尽的Na+,这会造成过量的钠使用,牺牲输出电压,并最终降低能量密度。
近日,西北工业大学Hongqiang Wang,Fei Xu证明,精心设计的氟化多孔骨架可以同时实现优异的亲钠性能,而对于无树枝晶和耐用的钠电池来说,界面消耗的Na+可以忽略不计。
文章要点
1)正如物理化学和理论表征所阐明的那样,多孔通道上清晰的氟化边缘既可确保高亲和力,确保均匀沉积,又可确保低反应性,从而为电镀提供了卓越的Na+利用率。
2)因此,在无阳极电池中,实现了稳定的400次循环和优越的平台与斜率容量比的协同性能提高。概念验证软包电池提供每公斤325瓦时的能量密度和在无阳极条件下坚固的300次循环,为金属电池的实际部署开辟了一条具有极大可扩展性的途径。
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Rong Zhuang, et al, Fluorinated porous frameworks enable robust anodeless sodium metal batteries, Sci. Adv. 9 (39), eadh8060.
DOI: 10.1126/sciadv.adh8060
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh8060