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Na (100)-Textured Electrode Embedded with Sb-Doped SnO2 Nanoparticles for Dendrite-Free Sodium Metal Batteries
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2024-09-09 , DOI: 10.1002/aenm.202402284 Zhaopeng Li 1 , Licheng Miao 1 , Guangliang Lin 1 , Wenyue Tian 1 , Shaohui Yuan 1 , Yuchang Si 2 , Qinglun Wang 1 , Lifang Jiao 1
Advanced Energy Materials ( IF 24.4 ) Pub Date : 2024-09-09 , DOI: 10.1002/aenm.202402284 Zhaopeng Li 1 , Licheng Miao 1 , Guangliang Lin 1 , Wenyue Tian 1 , Shaohui Yuan 1 , Yuchang Si 2 , Qinglun Wang 1 , Lifang Jiao 1
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Sodium metal batteries (SMBs), the next-generation advanced secondary batteries, have attracted extensive attention due to their low cost and high energy density. However, the unavoidable interfacial side reactions and uncontrollable dendrite growth severely restrict their practical application. In this work, a Na (100)-textured composite anode embedded with antimony-doped tin oxide (ATO) nanoparticles (ATO-12Na) is innovatively designed via an accumulative roll bonding technique. It is observed that the Na (100) texture not only contributes to the formation of anion-derived inorganic-rich solid electrolyte interphase layer on the surface of ATO-12Na composite anode but also efficiently induces the uniform and horizontal Na deposition during the pre-deposition stage. Profiting from the intrinsic Na affinity of Na (100) texture and the high sodiophilicity of ATO active sites, the integrated composite anode exhibits enhanced interfacial compatibility and excellent Na plating/stripping stability. At 2 mA cm−2, the ATO-12Na symmetric cell can operate steadily for more than 1400 h. The full cell assembled by ATO-12Na anode and Na3V2(PO4)3 cathode delivers impressive long-term cycling stability over 4500 cycles at 500 mA g−1 with a high capacity retention of 80.7%. This study offers a new approach to designing ultra-stable, dendrite-free, and high-performance SMBs.
中文翻译：
Na （100） 织构电极嵌入 Sb 掺杂 SnO2 纳米颗粒，用于无枝晶钠金属电池
钠金属电池 （SMB） 是下一代先进的二次电池，因其低成本和高能量密度而受到广泛关注。然而，不可避免的界面副反应和无法控制的枝晶生长严重限制了它们的实际应用。在这项工作中，通过累积辊压技术创新地设计了一种嵌入锑掺杂氧化锡 （ATO） 纳米颗粒 （ATO-12Na） 的 Na （100） 纹理复合阳极。据观察，Na （100） 织构不仅有助于在 ATO-12Na 复合阳极表面形成阴离子衍生的富含无机物的固体电解质界面层，而且在预沉积阶段有效地诱导均匀和水平的 Na 沉积。得益于 Na （100） 织构的固有 Na 亲和力和 ATO 活性位点的高亲碱性，集成复合阳极表现出增强的界面相容性和出色的 Na 电镀/剥离稳定性。在 2 mA cm-2 时，ATO-12Na 对称电池可以稳定运行超过 1400 小时。由 ATO-12Na 阳极和 Na3V2（PO4）3 阴极组装的全电池在 500 mA g-1 下可在 4500 次循环中提供令人印象深刻的长期循环稳定性，容量保持率高达 80.7%。本研究提供了一种设计超稳定、无树突和高性能 SMB 的新方法。
更新日期：2024-09-09
中文翻译：
Na （100） 织构电极嵌入 Sb 掺杂 SnO2 纳米颗粒，用于无枝晶钠金属电池
钠金属电池 （SMB） 是下一代先进的二次电池，因其低成本和高能量密度而受到广泛关注。然而，不可避免的界面副反应和无法控制的枝晶生长严重限制了它们的实际应用。在这项工作中，通过累积辊压技术创新地设计了一种嵌入锑掺杂氧化锡 （ATO） 纳米颗粒 （ATO-12Na） 的 Na （100） 纹理复合阳极。据观察，Na （100） 织构不仅有助于在 ATO-12Na 复合阳极表面形成阴离子衍生的富含无机物的固体电解质界面层，而且在预沉积阶段有效地诱导均匀和水平的 Na 沉积。得益于 Na （100） 织构的固有 Na 亲和力和 ATO 活性位点的高亲碱性，集成复合阳极表现出增强的界面相容性和出色的 Na 电镀/剥离稳定性。在 2 mA cm-2 时，ATO-12Na 对称电池可以稳定运行超过 1400 小时。由 ATO-12Na 阳极和 Na3V2（PO4）3 阴极组装的全电池在 500 mA g-1 下可在 4500 次循环中提供令人印象深刻的长期循环稳定性，容量保持率高达 80.7%。本研究提供了一种设计超稳定、无树突和高性能 SMB 的新方法。
京公网安备 11010802027423号