Design of a 3D mixed conducting scaffold toward stable metallic sodium anodes

Abstract

摘要 金属钠负极因其高容量和低电位而备受关注。然而, 充放电过程中钠枝晶的形成和较大的体积变化导致钠金属负极在库仑效率和循环稳定性方面仍然面临巨大的挑战。为了解决这些问题, 我们设计了一种用于金属钠负极的三维混合导电结构, 首先通过在高温下添加活性添加剂使其与金属钠紧密结合, 在金属钠负极内部形成一条相互连接的离子导电网络。随之, 在上述钠负极中加入具有三维结构的泡沫镍, 从而形成可提供高电子导电性的电子传输途径。这种三维混合导电结构不仅可以降低局部电流密度而且可以有效地缓解体积变化, 从而确保剥离和沉积过程中钠离子的均匀分布, 延长其循环寿命。我们的研究结果为高稳定性和高安全性金属钠负极的研究和发展提供了一种简单, 有效的设计思路。

Topics & Concepts