通过非晶态VOx修饰的可持续碳材料制备高度可逆的钠离子负极

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Realizing Highly Reversible Sodium Anodes by Amorphous VOx-Decorated Sustainable Carbons

钠金属电池正极材料研究：通过一步热解法构建A-VOx@PC纳米团簇修饰的钠金属负极，有效抑制枝晶生长并提升界面稳定性，实现750次循环后99.79%的高库伦效率和超过1000小时的寿命，并验证了其在全电池中的应用潜力。

　　

钠金属电池（SMBs）由于钠（Na）金属本身具有较高的理论容量和较低的氧化还原电位，被认为是先进储能技术中极具前景的候选材料。然而，不受控制的枝晶生长和较差的界面稳定性仍然是钠金属阳极实际应用的主要障碍。本文报道了一种可持续的制备方法：通过一步热解过程，利用花粉衍生的碳材料负载非晶态钒氧化物（A-VO_x@PC）纳米簇，将其作为钠金属阳极的基底层。钒氧化物与碳材料中的杂原子之间的丰富化学相互作用促进了非晶态VO_x的形成。实验结果和理论模拟表明，非晶态VO_x纳米簇不仅降低了Na⁺的脱溶剂化能量和界面扩散障碍，还提供了大量稳定的成核位点，从而促进了钠的均匀沉积。因此，经过A-VO_x@PC改性的钠金属阳极表现出较低的成核过电位、均匀的沉积层以及优异的循环稳定性，在750次循环后平均库仑效率达到99.79%，半电池的使用寿命超过1000小时。此外，当与Na₃V₂(PO₄)₃正极组成完整电池时，在1C电流密度下经过750次循环后仍保持90.4%的容量保持率，这表明A-VO_x@PC作为高性能钠金属电池阳极改性剂具有很大的潜力。