苏州大学AM: 内置电场助力氧化铁纳米管阵列高效储钠性能

北2北

2019-09-01

能够实现快速持久充放电的高功率钠离子电池有望成为当前锂离子电池的替代品。然而，常规钠离子电池负极材料的低反应活性和较差的稳定性为其实际应用设置了障碍。在本文中，苏州大学的Liang Li 等通过将表面硫化后的氧化铁设计为有序的纳米管阵列并将其用作钠离子电池的负极材料。由此形成的材料中存在着氧化物和硫化物异质结，异质结在材料内部形成电场，不仅降低了反应活化能而且显著提高了电荷转移动力学。得益于这种内置电场和有序结构的协同作用，氧化铁纳米管阵列在5A/g的电流密度下循环200周后的容量保持率仍然高达91%，这超过了目前文献中报道的氧化铁储钠性能。此外，基于这种氧化铁纳米管阵列负极和Na_0.67Mn_0.67Ni_0.23Mg_0.1O₂正极的全电池在功率密度为330W/kg的情况下其能量密度高达142Wh/kg。这说明该材料在实际应用中具有巨大潜力。

Jiangfeng Ni, Liang Li et al, Highly Efficient Sodium Storage in Iron Oxide Nanotube Arrays Enabled by Built‐In Electric Field, Advanced Materials, 2019

DOI: 10.1002/adma.201902603

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201902603?af=R