​AEM：低势垒氟化铝集流体用于无负极钠金属电池

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​AEM：低势垒氟化铝集流体用于无负极钠金属电池
无负极钠金属电池因其在没有活性负极材料的情况下，通过原位沉积钠金属的集流体实现的高能量密度而备受赞誉。这些期间的发展取决于能否开发出经济实惠的集流体来实现钠的有效沉积，以及能否设计出先进的电解液来抑制钠金属的损耗。而传统的有机电解液和对集流体则存在循环性能差和安全问题。
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图1. 氟化铝基底的制备和表征
京都大学Jinkwang Hwang、Kazuhiko Matsumoto等提出了一种新颖的制备方法，该方法将退火和氟化步骤结合在一起，以制备出沿（100）晶面高度优选取向的氟化铝基底。铝基底的氟化处理成本低、速度快，只需使用1 wt%的氟化氢溶液对铝进行2分钟的短暂处理即可，风险轻微且可控。
经过处理的铝基底与Na[FSA]-[C2C1im][FSA]离子液体电解液在高温（90℃）条件下表现出对Na的出色亲和力，并改善了Na的初始成核和后续生长，从而产生了较高的初始库伦效率。
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图2. P-Al和F-Al基底上的钠沉积/剥离行为
此外，作者通过X射线光电子能谱(XPS)分析了在Na沉积/剥离循环前后在原始铝集流体和经过处理的铝集流体上形成的SEI层之间的性质差异。
当在无负极全电池配置中与NVP正电极（NVP = NASICON型Na3V2(PO4)3）一起使用时，经过处理的铝基底会形成一个基于无机物的坚固SEI层，即使在运行前不进行活化循环，也能保持长期稳定的循环性能。
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图3. 无负极Al/NVP全电池的电化学性能
The Rational Design of Low-Barrier Fluorinated Aluminum Substrates for Anode‑Free Sodium Metal Battery. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202302468【做计算 找华算】

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