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学术   2024-11-21 15:34   广东  

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研究概述
钠硫化物(Na2S)作为室温钠硫电池的初始阴极材料,有助于摆脱对钠金属阳极的依赖。
然而,符合实际要求的微米级Na2S因动力学差和严重的穿梭效应而受到阻碍。
基于此,2024年11月19日,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员许晶晶、吴晓东在国际期刊Nature Communications发表题为《Design towards recyclable micron-sized Na2S cathode with self-refinement mechanism》的研究论文,研究所在读硕士鲁苏皖为本文第一作者
在此,研究团队提出了一种通过调节Na2S再沉积行为的微妙策略。

通过导电结构和硫化亚铜(Cu2S)催化的协同效应,微米级Na2S颗粒在初始循环中被分解并沉积为纳米尺寸,在后续循环中可以充分利用。

因此,Na2S/CPVP@Cu2S||Na电池具有出色的循环性(500个循环后容量为670 mAh gS −1),平均库仑效率超过99.7%,并且具有良好的倍率性能(4 A gS⁻¹时容量为480 mAh gS⁻¹)。

此外,无钠负极证明了其应用前景。这项工作为利用微米级Na2S提供了一个创新的思路,并对其转化路径提供了深入见解。

图文解读

图1:Na2S/CPVP@Cu2S的制备与表征

图2:Na2S颗粒的自精炼过程

图3:活性材料利用情况

图4:Na2S/CPVP@Cu2S的转化机制及其电化学性能

图5:Na2S/CPVP@Cu2S在无钠负极系统中的应用。
文献信息
Lu, S., Liu, Y., Xu, J. et al. Design towards recyclable micron-sized Na2S cathode with self-refinement mechanism. Nat Commun 15, 9995 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54316-9.

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