金属纳米颗粒在胶体溶液中的凝聚是一种普遍、无处不在的现象。
图1 金属纳米颗粒的自组装
高丽大学Jae-Chul Lee等利用上述行为，开发了一条简单而有效的路线，它可使微米级金属在特定的电解液溶剂中自发地转化为纳米多孔结构。根据经典的酸碱反应理论和基于密度泛函理论的量子化学，作者得出了选择适合生成纳米多孔结构的溶剂和对应金属的标准。基于此，这项工作通过采用所开发的方法对由未经处理的微米级Sn、Pb和Bi颗粒（20-100μm）制成的负极进行合金化处理。
图2 溶剂和金属纳米颗粒之间的反应
结果，所处理后的三种材料在用作钠离子电池的负极时，在10C下分别实现了592、423和383 mAh g-1的高容量，并获得了3000、4000和6000次循环。此外，作者将同一方法进一步扩展到转换型负极，其中微米级CuS负极在10C下储存了546 mAh g-1，并运行了超过4300次。这项研究为选择溶剂提供了基本框架，以实现具有大容量、长循环寿命和优良倍率性能的低成本负极。
图3 电化学性能对比
Solvent-Driven Transformation of Microsized Metal Particles into a Nanoporous Structure and Its Application to Ultrafast-Charging Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202301552
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