北化工《Adv Sci》：三重梯度自支撑碳框架，用于高性能钠金属电池

主要观点总结

北京化工大学王峰教授团队在国际知名期刊Advanced Science上发表了关于钠金属电池的研究工作。该研究通过制备三重梯度自支撑碳框架Gra-GC-MoSe2，实现了对钠沉积行为的高效调节，有效抑制了钠枝晶生长和死钠形成。该成果在钠金属电池领域具有潜在的应用价值。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及重要性

钠金属因丰富的自然资源、高理论容量和低工作电位被视为电池负极的潜力材料。然而，钠金属负极在沉积/剥离过程中的问题阻碍了其应用。研究引入三维框架基体是有效的缓解方法。

关键观点2: 研究方法和关键创新点

研究提出了一种三重梯度自支撑碳框架Gra-GC-MoSe2的高效制备方法。该框架在亲钠位点数、孔体积和导电性方面实现梯度分布，有效调节钠沉积行为。

关键观点3: 实验验证和成果

通过原位/非原位测试及理论计算，Gra-GC-MoSe2修饰的钠负极在半电池中表现出优异的循环稳定性和高平均库仑效率。对称电池中可实现超过2000小时的稳定循环，全电池具有高能量密度和出色的循环性能。

关键观点4: 研究团队和资助

该研究团队包括北京化工大学的王峰教授、牛津教授等。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等多个项目的资助。

文章预览

近日，北京化工大学王峰教授、牛津副教授团队在国际知名期刊Advanced Science上发表题为“Regulating Sodium Deposition Behavior by a Triple-Gradient Framework for High-Performance Sodium Metal Batteries”的研究工作。 金属钠具有丰富的自然资源、高理论容量（1166 mAh g-1）以及低工作电位（-2.71 V vs SHE），因此被认为是极具发展潜力的电池负极。然而，钠金属负极在沉积/剥离过程中的枝晶生长以及体积膨胀等问题严重阻碍了其在电池中的应用。研究表明，引入三维框架基体能够有效缓解上述问题。与传统二维基体相比，三维导电/亲钠框架可通过均匀化离子/电子通量来降低局部电流密度，诱导钠均匀沉积，从而缓解钠枝晶生长和体积膨胀问题。然而，这种均一化的三维框架在近隔膜侧存在电场集中、Na+扩散速率高于框架内部的问题，仍会导致钠金属优先在表面沉积，最终诱 ………………………………