中国科学家突破固态钠电池技术:三维多孔碳支撑超薄钠负极研发成功

中国科学院上海硅酸盐研究所在固态钠电池领域取得重要突破。该所温兆银和吴相伟研究团队设计出一种新型三维多孔碳支撑的超薄钠负极结构,成功解决了固态钠电池应用中的关键难题。研究人员在NASICON型电解质表面构建了由金属有机框架衍生的三维多孔碳支撑层,利用孔道毛细作用改善熔融钠的润湿特性,并通过优化厚度调控金属钠电极。这种创新设计不仅实现了无枝晶的钠沉积,还显著提升了电池性能。实验数据显示,对称电池达到3.5mA cm−2的高临界电流密度,在0.2mA cm−2条件下可稳定循环6000小时。匹配Na3V2(PO4)3正极的全电池在10C倍率下循环5100次后仍保持90.2%的容量,特别是在N/P比低至1.05时,循环100次后容量保持率高达97%。这项研究成果为开发高能量密度、长循环寿命的固态钠金属电池提供了重要技术支撑,相关论文已发表在《先进能源材料》期刊上。

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