综述:钠离子电池中硬碳阳极上的钠镀层:形成机制、检测方法及缓解策略

《Nanoscale Horizons》:Sodium plating on hard carbon anodes in sodium-ion batteries: mechanisms, detection methods, and mitigation strategies

【字体: 时间:2025年10月03日 来源:Nanoscale Horizons 6.6

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  钠离子电池硬碳阳极存在钠枝晶生长和容量衰减问题,通过分析电极结构、N/P比、电解液等内部因素及充放电状态、低温、快充等外部条件,提出结构设计、表面工程和电解液调控等抑制策略,为SIB规模化应用提供理论支持。

  

由于钠的丰富性和成本优势,钠离子电池(SIBs)成为锂离子电池的有前景的替代品。硬碳(HC)作为负极材料的商业应用进一步增强了SIBs的潜力,这得益于其较低的钠化电位、较高的Na+储存容量以及广泛的可用性。然而,HC负极固有的热力学不稳定性使其在运行过程中容易发生不可逆的钠沉积现象。这种现象不仅会因枝晶引起的短路而带来严重的安全隐患,还会加速电池容量的下降,从而削弱大规模应用SIBs的可行性。本文全面探讨了HC负极上钠沉积的机制,分析了内部因素(如电极结构、N/P比和电解质组成)以及外部因素(如充电状态、低温和快速充电条件)。同时,文章还详细介绍了多种检测方法,包括电化学技术和物理表征技术,并提出了抑制钠沉积的策略,如电极结构设计、表面工程和电解质调节。通过综合现有研究,本文为开发更安全、高性能的SIB负极指明了未来方向。因此,解决钠沉积问题是推动SIB技术向大规模应用迈进的关键。

图解摘要:钠离子电池中硬碳负极上的钠沉积:机制、检测方法和缓解策略
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