EnSM：SnSb二元合金在受限纳米空间内诱导的异质形核：面向无枝晶、柔性、高能量/高功率钠金属电池

Nanoyu

2021-07-27

可充电钠（Na）金属电池（SMBs）提供了一种超越主流锂离子电池（LIBs）技术的高能量密度、低成本的替代储能技术。然而，其实际应用需要在器件水平上对钠负极的性能进行评估，并减轻安全风险，即机械应力、电极粉碎化和动态界面特性等。

近日，西北工业大学Yue Ma报道了提出了一种SnSb纳米晶均匀分散在介孔内的轻质掺N碳纳米纤维基板（SnSb@NCNF）。

文章要点

1）研究发现，合金化诱导的Na₁₅Sn₄和Na₃Sb中间体起着非均质亲钠“磁铁”的作用，使Na离子通量均匀化，并将Na沉积限制在纳米空间内。此外，金属凝固成核理论为密度泛函理论（DFT）计算架起了桥梁，阐明了使Na负极利用率最大化的定向Na扩散。

2）在适当的镀钠下，SnSb@NCNF基底（预存1×过量Na）与NaVPO₄F正极集成在5 mA h的单层软包电池中，结果显示，原型电池即使在重复机械弯曲的情况下也表现出循环耐久性（500次循环容量保持率96.3%）和高比能量/功率密度。

这项研究表明，异质成核过程的纳米约束为缓解几何形变或高面容量负载下的枝晶形成提供了一条可行的途径，为高能量、机械柔性电池系统的进一步探索提供了有益的启示。

参考文献

Miao Bai , Keren Zhang , Dou Du , Xiaoyu T ang , Yujie Liu , Helin Wang ,

Min Zhang , Siyuan Liu , Yue Ma , SnSb Binary Alloy Induced Heterogeneous Nucleation within the Confined Nanospace: Toward Dendrite-Free, Flexible and Energy/Power Dense Sodium Metal Batter-

ies, Energy Storage Materials (2021)

DOI: 10.1016/j.ensm.2021.07.032

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.07.032