通过成核作用调控的铝沉积/剥离技术，用于提高熔盐铝电池的寿命

《ACS Nano》：Nucleation-Mediated Aluminum Deposition/Stripping for Long-Life Molten Salt Aluminum Batteries

熔盐铝电池采用TiN/C@Al预沉积膜电极，通过表面介导成核实现均匀铝沉积，提升电池循环稳定性（850小时）和倍率性能（30 mA/cm2），并构建Ah级电池包验证可扩展性。

　　

熔盐铝电池（MSABs）由于铝阳极的成本低和容量大，在电网规模的能量存储方面具有巨大潜力。然而，由于电极沉积不均匀导致的铝枝晶问题会引发安全性和稳定性问题。在这里，我们描述了一种带有预沉积铝金属的膜电极，该电极在碱性氯铝酸盐熔体电解质中表现出表面介导的成核和生长特性。引入TiN作为亲铝位点，通过形成Al–N键促进铝在TiN上的初始生长，从而实现均匀的铝成核并沿TiN/C纤维方向进行生长，最终实现可逆的、无枝晶的铝沉积/剥离过程。TiN/C@Al电极使得电池能够在超过850小时的循环使用中保持稳定（电流密度分别为10.0 mA cm^–2和5.0 mA cm^–2），并且在高达30.0 mA cm^–2的电流密度下仍表现出优异的充放电性能。使用TiN/C@Al阳极的Al-石墨电池在2.0 A g^–1的电流密度下可稳定运行超过7000次循环，并且在5.0 A g^–1的电流密度下仍具有72.2 mA h g^–1的优异放电性能。为了验证其实际的可扩展性，我们设计了一种Ah级别的TiN/C@Al基熔盐Al-石墨软包电池。这种方法为克服现有MSABs阳极的局限性提供了可行的解决方案，有望实现高性能且经济高效的能量存储技术。