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鄭州大學(xué)Chem: 超高N摻雜碳誘導(dǎo)的原子分散Ni可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的鈉儲(chǔ)存

建立具有足夠固相接觸的相界面對(duì)于改善化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和深度非常重要。電極材料的高分散性，特別是在原子水平上是眾所周知的高界面接觸，但由于低負(fù)載，它們?cè)?span id="uyuquqi" class="wpcom_tag_link">電池中的潛在應(yīng)用受到限制。

基于此，鄭州大學(xué)陳衛(wèi)華教授等人報(bào)道了在硫化鎳放電過(guò)程中，通過(guò)超高N摻雜碳（N/N-C: 29.5 wt %）實(shí)現(xiàn)了具有高負(fù)載量的原子分散金屬Ni（Ni-N-C中的Ni為54.9 wt %），由于鈉離子電池在長(zhǎng)循環(huán)期間的超高相接觸，導(dǎo)致良好的可逆性和高容量維持。

與具有較低N摻雜的Ni團(tuán)聚電極較差的循環(huán)性能 (0.418%) 相比，它提供了穩(wěn)定的循環(huán)壽命（每個(gè)循環(huán)容量衰減 0.061%）。組裝的軟包電池實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的穩(wěn)定性（50次循環(huán)后保持率達(dá)到92.1%）。

DFT 計(jì)算表明，超高N摻雜和電化學(xué)形成的Na₂S可以提供熱穩(wěn)定的Na₂S/Ni/NC結(jié)構(gòu)，抑制循環(huán)過(guò)程中的Ni團(tuán)聚。這項(xiàng)工作為高容量轉(zhuǎn)換型電極的設(shè)計(jì)和固態(tài)化學(xué)反應(yīng)的改進(jìn)提供了見(jiàn)解。

圖1. 氮含量可控的高氮摻雜碳基材料的合成與表征

圖2. 電化學(xué)性能測(cè)試

Atomically dispersed Ni induced by ultrahigh N-doped carbon enables stable sodium storage, Chem. 2021. DOI：10.1016/j.chempr.2021.06.008

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