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東北大學(xué)謝宏偉團隊在鈉離子電池負極領(lǐng)域取得重要研究進展
來源：東北大學(xué) 2024-02-06
導(dǎo)讀：近日，東北大學(xué)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(shè)計思路，為鈉離子電池在大規(guī)模儲能領(lǐng)域的實際應(yīng)用創(chuàng)造了機會。東北大學(xué)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(xué)儲能領(lǐng)域具有廣闊的前景。但受限于大尺寸的鈉離子重復(fù)嵌入/脫嵌對電極結(jié)構(gòu)的破壞嚴重，其應(yīng)用受到了限制。該研究通過適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)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(jīng)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(shè)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。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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