2024-05-23 15:02:25
MgF2纳米晶的RGO气凝胶助力高性能钠金属负极
钠金属电池由于其高能量密度、低氧化还原电位和廉价的材料价格,被认为是下一代储能装置的有前途的候选材料。然而,Na金属负极通常表现出众所周知的问题,包括活性Na损失的逐渐增厚的界面和具有安全隐患的不可控Na金属枝晶生长。
近日,澳大利亚伍仑贡大学Yun-Xiao Wang,Chao Wu,温州大学侴术雷教授,武汉大学Yuliang Cao报道了一种通过水热组装和热还原制备锚定有MgF2纳米晶的RGO气凝胶的简单方法。
文章要点
1)具有3D导电骨架和丰富多孔结构的气凝胶结构降低了局部电流密度,并提供了互连的空隙空间以容纳Na金属的沉积。此外,MgF2组分在实现非枝晶和高度可逆的镀钠/剥离中起着关键作用。在第一次镀Na的初始阶段,MgF2纳米晶体可以转化成Mg(成核位置)和NaF(固体电解质界面)。这种Mg亲钠晶种保证了均匀的钠成核和生长。同时,富含NaF的保护层随着镀覆/剥离循环而发展,这抑制了Na枝晶生长并防止了持续的电解质耗尽。
2)MgF2@RGO气凝胶作为多功能主体来调节Na金属的均匀沉积,使得Na负极具有高度稳定的循环稳定性。进一步,限制在MgF2@RGO气凝胶主体中的钠金属负极和Na3V2(PO4)3 (NVP)正极相结合的钠金属全电池提供了增强的循环稳定性和倍率性能,表明其具有巨大的实际应用潜力。
参考文献
Lingfei Zhao, et al, In Situ Plating of Mg Sodiophilic Seeds and Evolving Sodium Fluoride Protective Layers for Superior Sodium Metal Anodes, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202200990
https://doi.org/10.1002/aenm.202200990
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