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東北大學謝宏偉團隊在鈉離子電池負極領域取得重要研究進展

來源:東北大學      2024-02-06
導讀:近日,東北大學謝宏偉團隊在國際知名期刊ACS Energy Letters上發(fā)表題為“Novel Graphitic Sheets with Ultralong Cycling, Ultrafast Rate, and High Capacity for Sodium Storage”的Letters文章。這項工作合成了一種納米石墨片作為儲鈉負極材料,為高倍率、長循環(huán)的鈉離子電池(SIBs)負極開發(fā)提供了一種新的設計思路,為鈉離子電池在大規(guī)模儲能領域的實際應用創(chuàng)造了機會。東北大學為該論文唯一單位,謝宏偉為唯一通訊作者,2020級碩士研究生萬家樂為第一作者。
受益于低成本、豐富、全球分布的鈉資源,鈉離子電池(SIBs)被認為在大規(guī)模電化學儲能領域具有廣闊的前景。但受限于大尺寸的鈉離子重復嵌入/脫嵌對電極結構的破壞嚴重,其應用受到了限制。該研究通過適當?shù)慕Y構設計,使用四氯化碳和碳化鈣為原料,通過低溫、短流程的手段合成了厚度30-120nm,寬度幾微米的納米石墨片(GSs),在醚類電解液中通過鈉離子與溶劑分子“共嵌入”或“共吸附”的形式實現(xiàn)鈉的快速存儲。經熱處理后得到的GSsH500表現(xiàn)出穩(wěn)定的超長循環(huán)性能(40,000個循環(huán)),超快的倍率性能(20 A g-1下僅需23s)和優(yōu)異的庫倫效率(99.95%)。研究為設計用于電網(wǎng)大規(guī)模儲能的高容量、超長壽命SIBs的負極材料提供了新亮點。

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圖:(a)GSsH500合成示意圖;(b)GSsH500倍率性能;(c)GSsH500在10 A g-1下的超長循環(huán)測試
文章鏈接:https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c02545


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