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摘要
钠金属电池因其高理论比容量和低成本被认为是最具发展前景的大规模储能电池之一。然而,钠金属的高反应活性,易导致固体电解质界面膜不稳定、钠不均匀沉积、枝晶生长等问题。为此,本文采用简单的一步煅烧法制备了一种Al2O3原位修饰的Al箔集流体(Al@Al2O3),促进钠均匀沉积/剥离。在充放电过程中,A12O3被钠化形成一层高离子电导率的Na-Al-O膜,其不仅能稳定电极/电解液界面,还能调节集流体表面的成核行为,降低成核能垒、提高离子传质动力学,实现无枝晶均匀沉积和长循环寿命。结果表明,在3 mA·cm-2电流密度和3 mAh·cm-2面容量下,Al@Al2O3能以99.6%的平均库伦效率使钠稳定沉积/剥离50次;在1 mA·cm-2电流密度和1 mAh·cm-2面容量条件下,Na-Al@Al2O3‖Na-Al@Al2O3对称电池能稳定循环1000 h;甚至在10 C的高电流密度下,NVP‖Na-Al@Al2O3全电池也能稳定循环250次,且容量保持率高达94%。
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