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辽科大化工学院在锑基钠离子电池负极材料领域取得新进展

近日,辽宁科技大学能源材料与电化学储能技术团队在国际知名材料科学期刊《Small》(影响因子11.8)发表了题为《Dual-Carbon Synergistic Strategy Enabling SbPO4@MFC/rGO Composites with Hierarchical Conduction Network for High-Performance Sodium-Ion Batteries》的研究论文。论文第一作者为2023级博士研究生牟远,通讯作者为徐桂英、王坤副教授和周卫民教授。

该研究针对锑基负极材料在钠离子电池中体积膨胀严重等瓶颈问题,以磷酸锑(SbPO4)为研究对象,通过“双碳协同”策略成功构筑了具有分级导电网络的SbPO4@MFC/rGO复合材料。得益于上述结构的显著优势,所制备的SbPO4@MFC/rGO-0.6负极材料在2.0 A/g的高电流密度下循环2000圈后仍可拥有201.6 mAh/g的可逆容量。此外,以该负极组装的SbPO4@MFC/rGO-0.6//Na3V2(PO4)3全电池在794 W/kg的功率密度下可以实现103 Wh/kg的能量密度。原位阻抗、恒电流间歇滴定技术等各类电化学表征以及DFT计算结果表明,氮掺杂多孔碳(MFC/rGO)和原位生成的磷酸钠在反应过程中起着缓冲体积膨胀与加速离子传输的双重作用,大幅提升了金属锑的储钠反应动力学。该成果充分验证了SbPO4负极材料在实际应用中的巨大潜力,同时也为高倍率、长循环寿命的锑基钠离子电池负极材料的开发提供了新思路。