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【能源学人】基于应力自适应结构的磷化铁负极材料-抑制化学机械失效实现超长循环寿命钠离子电池

【原文链接】

【研究背景】


    高性能、资源丰富和环境友好的钠离子电池技术是解决当前能源和环境危机、实现可持续发展的重要保障。由于其低成本和较高的理论储能容量,转化型材料被认为是新一代高性能钠离子电池的理想负极材料。然而,转化型材料在充放电过程中巨大的体积膨胀会导致电极的化学-机械失效,并且随着充放电循环变得更严重,最终造成电池性能的严重劣化。

【工作简介】

    近日,上海大学赵玉峰教授/张久俊院士团队报道了一种应力自适应结构,通过碳量子点(CQD)的空间限制作用将FeP纳米点嵌入致密碳微片骨架中(FeP@CMS)。这样的结构提供了超高的比容量(在0.05 a g?1下为778 mAh g?1)和超长循环稳定性(在20 A g-1电流密度下10,000次循环后容量保持率为87.6%)。DFT计算解揭示了这种结构允许应力从FeP纳米点自发转移到周围的碳基体,从而克服了金属磷化物固有的化学机械降解。

    研究成果以 “A Stress Self-Adaptive Structure to Suppress the Chemo-mechanical Degradation for High Rate and Ultralong Cycle Life Sodium Ion Batteries” 为题发表在国际化学领域权威学术期刊Angew Chemie International Edition上。上海大学博士研究生刘一鸣和燕山大学王晶教授为共同第一作者,赵玉峰教授为通讯作者。

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