​何传新/余彦AFM：多孔骨架协同硒化界面实现稳定钠/钾负极！

钠金属已被认为是实现下一代电池系统高能量密度和低成本最有希望的负极。然而，不受控制的枝晶生长、无限的体积膨胀和不稳定的固体/电解质界面相严重阻碍了钠金属负极的实际应用。

深圳大学何传新、中科大余彦等通过将熔融的Na注入由硒化铜纳米片修饰的多孔铜框架中，获得了功能性复合Na负极（Na₂Se/Cu@Na）。

图1. Na₂Se/Cu@Na复合负极的合成过程示意图

Na₂Se/Cu@Na具有以下优势：

i）Cu₂Se纳米片可以赋予Cu骨架亲钠性（亲钾性），并通过虹吸效应促进Na（K）的渗透；

ii）包括Na₂Se/Cu（K₂Se/Cu）纳米片的反应产物可以促进Na（K）离子迁移，并通过离子/电子传导框架诱导Na（K）成核；

iii）与传统的金属氧化物和金属硫化物相比，硒金属表现出更高的电导率，由于电极反应动力学更快，有利于重新分配离子浓度。

图2. 半电池性能

因此，获得的复合Na负极（Na2Se/Cu@Na）在电流密度为1 mA cm^-2、固定容量为1 mAh cm^-2时在碳酸酯电解液中表现出超过500小时的稳定剥离/沉积循环寿命。当这种复合负极与Na₃V₂(PO₄)₃(NVP)正极耦合时，Na₂Se/Cu@Na‖NVP的全电池在10 C(1 C=100 mA g^-1)下循环800次后仍能保持97 mAh g^-1的高容量。

此外，超薄的复合Na负极和相应的软包电池可以实现实际应用。至于复合K负极（K₂Se/Cu@K），在电流密度为0.5 mA cm^-2、固定容量为0.5 mAh cm^-2时，对称电池的循环寿命可以保持在1000小时以上。这项研究为设计结构化的Na（K）金属负极铺平了一条重要的道路，以协同改善电极的稳定性。

图3. 全电池性能

Homogeneous Metallic Deposition Regulated by Porous Framework and Selenization Interphase Toward Stable Sodium/Potassium Anodes. Advanced Functional Materials 2022. DOI: 10.1002/adfm.202210166