用于室温钠硫电池集流体上的先进碳氟界面工程技术

《Advanced Functional Materials》：Advanced Carbon-Fluorine Interfacial Engineering on Current Collectors for Room Temperature Sodium-Sulfur Batteries

钠硫电池通过碳氟界面修饰铝集流体实现高钠沉积效率与长循环稳定性，有效抑制体积膨胀并改善离子电导。

　　

摘要

室温钠硫（RT Na-S）电池由于其较高的理论能量密度和成本效益，在大规模储能方面具有很大的潜力。然而，钠的沉积/溶解过程不稳定等问题阻碍了其实际应用。本研究通过采用热解蒸发-沉积方法在铝集流体（CF@Al）表面制备了一种先进的碳氟界面，解决了这一问题。富含氟的界面促进了富含NaF的固体电解质界面（SEI）的形成，提高了电解质的润湿性；同时，连续的碳网络确保了电子/离子的高效传输，并减轻了电场引起的不均匀性。碳氟界面的优异柔韧性有效缓冲了电池循环过程中的体积变化。因此，在0.5 mA cm^?2的电流密度下，CF@Al结构实现了99.6%的高钠沉积/剥离库仑效率，并且电池可稳定循环超过1000小时。当该结构与标准的硫/碳正极（无需催化剂）结合用于完整的RT Na-S电池时，CF@Al/Na负极表现出较高的初始可逆容量和优异的长期循环性能，容量衰减极小。这项工作凸显了先进集流体在通过有效调节界面行为来实现高性能RT Na-S电池方面所具有的巨大潜力。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。