曾开阳/吕力AEM：一种使用钠-锡合金改性钠金属负极的坚固固-固界面

全固态碱金属电池被视为“圣杯”高能量密度存储系统。负极和固态电解质之间牢固的物理接触对于稳定循环至关重要。然而，钠金属中缓慢的Na⁺扩散动力学导致脱钠过程中失去物理接触，并促进钠的快速渗透。

新加坡国立大学曾开阳、吕力等人报道了一种由Na和Na₁₅Sn₄组成的复合负极，作为下一代全固态钠金属电池的潜在高比容量负极，并与钠超离子导体固态电解质一起使用。

在Na基体中添加Na₁₅Sn₄增加了负极层中的Na⁺扩散率，从而降低了在界面处形成孔的趋势。结果，对称复合负极电池显示出2.5 mA cm^-2的高临界电流密度和稳定的恒电流循环，在0.5 mA cm^-2下循环超过 500 次。

此外，根据原位电化学阻抗谱，作者提出了一种解析扩散模型来描述脱钠过程中负极的扩散机制。这项工作表明，电极需要高Na⁺扩散动力学才能与固态电解质结合，以实现稳健的物理界面。

曾开阳/吕力AEM：一种使用钠-锡合金改性钠金属负极的坚固固-固界面

图1. 结构与形貌表征

曾开阳/吕力AEM：一种使用钠-锡合金改性钠金属负极的坚固固-固界面

图2. Na⁺扩散的动力学模型研究

A Robust Solid–Solid Interface Using Sodium–Tin Alloy Modified Metallic Sodium Anode Paving Way for All-Solid-State Battery. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202101228

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曾开阳/吕力AEM：一种使用钠-锡合金改性钠金属负极的坚固固-固界面

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