分會

第三十九分會：先進化學電源

摘要

室溫液態(tài)NaK合金由于具有出色的柔韌性、可定制型、無枝晶、高能量密度等優(yōu)勢，是一種很有前途的高性能金屬電池候選材料。然而，其實際應用受到液體NaK的高表面張力與高流動性的阻礙，這導致難以保持與集電器的穩(wěn)定接觸，且存在泄露風險。因此，提升NaK合金在室溫下的浸潤性以及強化載體對其的限域能力，實現(xiàn)其在微觀上的流動態(tài)和宏觀上的固定態(tài)，對實現(xiàn)高性能液態(tài)NaK合金電極的制備至關重要。 受超親水材料啟發(fā)，本文通過實現(xiàn)鈷單原子在碳納米陣列的高度分散設計，構筑液態(tài)NaK超潤濕基底，實現(xiàn)了NaK合金在室溫下的快速穩(wěn)定限域。強化學鍵作用與孔結構大幅提升了限域能力，使得液態(tài)NaK即使在＞5MPa的壓力或劇烈的沖擊條件下，所制備的結構化電極成功抑制了NaK合金的泄漏。基于液態(tài)NaK負極的對稱電池在10 mA cm?2和10 mAh cm?2的條件下，在NaClO4 （>1010 h）和KPF6電解質（>4000 h）中都實現(xiàn)了超長的可逆循環(huán)壽命。與Na3V2(PO4)3正極匹配后，基于液態(tài)NaK負極組裝的全電池在表現(xiàn)出優(yōu)異的能量密度（332.6 Wh kg?1）和功率密度（11.05 kW kg?1）且壽命超過21600次。制備的液態(tài)NaK基軟包電池能夠驅動四軸無人機，表現(xiàn)出巨大的實際應用前景。這項工作為制備高性能無枝晶液態(tài)金屬負極提供了一種新的方法，在電化學儲能及柔性電子器件中具有很好的應用前景

關鍵詞

液態(tài)金屬;NaK合金;限域界面;超浸潤;結構化

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