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申長(zhǎng)雨/陳衛(wèi)華AEM：粘結(jié)劑誘導(dǎo)的超薄SEI用于鈍化硬碳負(fù)極

硬碳是資源豐富的鈉離子電池最有前景的負(fù)極之一。然而，由硬碳的缺陷或含氧官能團(tuán)引起的不可逆電解質(zhì)消耗所形成的不理想固體-電解質(zhì)-界面阻礙了它的進(jìn)一步應(yīng)用。

圖1. 基于不同粘結(jié)劑的HC負(fù)極上的SEI形成過程示意

鄭州大學(xué)申長(zhǎng)雨院士、陳衛(wèi)華等通過強(qiáng)極性粘結(jié)劑-硫酸軟骨素A（鈉鹽，CS-A）和離子導(dǎo)體聚氧化乙烯（PEO）的氫鍵形成了一種新型復(fù)合粘結(jié)劑，以用于鈍化HC的表面缺陷。由于粘結(jié)劑的極性官能團(tuán)和HC表面的氧官能團(tuán)之間的氫鍵作用，更少的缺陷被暴露出來，鈍化了缺陷的能力，減少了電解質(zhì)的不可逆分解（更少的氣體釋放），形成了薄的SEI。

此外，CS-A粘結(jié)劑中的極性官能團(tuán)（-SO₃-和-CONH-）可以吸附Na⁺并降低Na⁺傳輸?shù)幕罨堋Ｋ鼈冞€可以促進(jìn)PF₆-的分解，從而形成更薄和富含NaF的SEI。另外，通過添加長(zhǎng)鏈PEO，實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)的粘附性和更快的離子傳輸通道。

圖2. 采用不同粘結(jié)劑的HC電極的性能

因此，采用復(fù)合粘合劑的HC電極表現(xiàn)出高首次庫倫效率（84%）、優(yōu)秀的長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性（50 mA g^-1時(shí)經(jīng)過150次循環(huán)后保持94%容量）。

此外，采用Na₃V₂(PO₄)₃正極的全電池在150次循環(huán)后也提供了181.05 Wh kg^-1的高能量密度。這項(xiàng)工作不僅提供了一種新的粘結(jié)劑來促進(jìn)商業(yè)碳?xì)浠衔锏碾娀瘜W(xué)性能，而且還提供了一種調(diào)整SEI的新方法。

圖3. 粘結(jié)劑的表征和HC負(fù)極的結(jié)構(gòu)變化

Binder-Induced Ultrathin SEI for Defect-Passivated Hard Carbon Enables Highly Reversible Sodium-Ion Storage. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202300648

原創(chuàng)文章，作者：科研小搬磚，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/08/19de350ee3/

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