郑州大学Chem: 超高N掺杂碳诱导的原子分散Ni可实现稳定的钠储存

2023年11月6日上午9:14 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 45

建立具有足够固相接触的相界面对于改善化学反应动力学和深度非常重要。电极材料的高分散性，特别是在原子水平上是众所周知的高界面接触，但由于低负载，它们在电池中的潜在应用受到限制。

基于此，郑州大学陈卫华教授等人报道了在硫化镍放电过程中，通过超高N掺杂碳（N/N-C: 29.5 wt %）实现了具有高负载量的原子分散金属Ni（Ni-N-C中的Ni为54.9 wt %），由于钠离子电池在长循环期间的超高相接触，导致良好的可逆性和高容量维持。

与具有较低N掺杂的Ni团聚电极较差的循环性能 (0.418%) 相比，它提供了稳定的循环寿命（每个循环容量衰减 0.061%）。组装的软包电池实现了强大的稳定性（50次循环后保持率达到92.1%）。

DFT 计算表明，超高N掺杂和电化学形成的Na₂S可以提供热稳定的Na₂S/Ni/NC结构，抑制循环过程中的Ni团聚。这项工作为高容量转换型电极的设计和固态化学反应的改进提供了见解。

图1. 氮含量可控的高氮掺杂碳基材料的合成与表征

图2. 电化学性能测试

Atomically dispersed Ni induced by ultrahigh N-doped carbon enables stable sodium storage, Chem. 2021. DOI：10.1016/j.chempr.2021.06.008

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