A room-temperature sodium metal anode enabled by a sodiophilic layer
A room-temperature sodium metal anode enabled by a sodiophilic layer
复制标题
由亲钠层实现的室温钠金属阳极
DOI：
10.1016/j.nanoen.2018.03.039
复制
发表时间：
2018-06
期刊：
影响因子：
17.6
通讯作者：
Mao Bing-Wei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tang Shuai;Qiu Zhi;Wang Xue-Yin;Gu Yu;Zhang Xia-Guang;Wang Wei-Wei;Yan Jia-Wei;Zheng Ming-Sen;Dong Quan-Feng;Mao Bing-Wei
金属钠是后锂离子电池时代非常有前途的能量储存和转换阳极，因为它的高容量（1166 mA h g−1），地球丰富和低成本。然而，钠金属阳极遭受不稳定的镀覆和剥离循环，因此库仑效率低。造成这种情况的重要原因之一是钠成核的高过电位，从而导致不均匀沉积和甚至枝晶生长。在此，我们报告了一种简便的方法，通过引入一个“sodiophilic”层的Au-Na合金的Cu基板上，作为集流体，以显着降低成核过电位。因此，钠金属可以以良好的可逆性镀覆在改性集流体上和从改性集流体剥离。在2.0 mA cm-2电流下，经300次循环，平均库仑效率保持在99.8%。作为概念的证明，组装了由Cu@Au和预掺杂的FeS 2组成的无阳极全电池。我们的工作表明了基板的亲钠改性对钠金属电池沉积过程的重要性。
Sodium metal is a very promising anode for energy storage and conversion in the post lithium ion battery era because of its high capacity (1166 mA h g−1), earth-abundance and low cost. However, the sodium metal anode suffers from unstable plating and stripping cycling and thus low Coulombic efficiency. One of the important reasons for the situation is the high overpotential for sodium nucleation and thus non-uniform deposition and even dendrites growth. Herein we report a facile method by introducing a “sodiophilic” layer of Au-Na alloy onto the Cu substrate that acts as the current collector to significantly reduce the nucleation overpotential. Thus, the sodium metal can be plated on and stripped from the modified current collector with good reversibility. The average Coulombic efficiency maintains 99.8% at the current of 2.0 mA cm−2for 300 cycles. As a proof of concept, an anode-free full cell consisting of Cu@Au and presodiated FeS2was assembled. Our work demonstrates the great importance of sodiophilic modification of substrate to the deposition process for sodium metal battery.
登录
查看更多内容
影响因子：
7.2
作者：
K. Vignarooban;R. Kushagra;A. Élango;P. Badami;B. Mellander;Xinhai Xu;T. Tucker;C. Nam;A. Kan
通讯作者：
K. Vignarooban;R. Kushagra;A. Élango;P. Badami;B. Mellander;Xinhai Xu;T. Tucker;C. Nam;A. Kan
影响因子：
27.8
作者：
Luo, Wei;Lin, Chuan-Fu;Hu, Liangbing
通讯作者：
Hu, Liangbing
影响因子：
18.2
作者：
Seh ZW;Sun J;Sun Y;Cui Y
通讯作者：
Cui Y
影响因子：
15
作者：
Bayley, Paul M.;Trease, Nicole M.;Grey, Clare P.
通讯作者：
Grey, Clare P.
影响因子：
17.6
作者：
Cao, Ruiguo;Mishra, Kuber;Zhang, Ji-Guang
通讯作者：
Zhang, Ji-Guang