报告题目:

二元合金阳极的结构设计及储钠性能研究

报告人:

王珍珠

所在单位:

哈工大郑州研究院

报告人简介:

王珍珠：苏州大学理学博士，哈工大郑州研究院先进光电技术研究院新能源半导体研究团队优秀博士后。目前主要研究方向为碱金属/离子电池负极材料。已主持国家自然青年科学基金项目，获得国家资助博士后研究人员计划C档、中国博士后科学基金面上项目，发表包括Nat. Commun., ACS Energy Lett., Adv. Sci.在内的高水平SCI论文13篇。

报告摘要:

合金型电极材料因和Na发生可逆的合金化反应过程中可容纳大量的Na+，且具有低的工作电压而受到广泛的关注。然而，在嵌/脱钠的过程中，材料体积的快速膨胀会导致电极结构破碎，严重影响电池的循环稳定性。针对这些挑战，我们提出组分梯度分布策略有效缓解合金电极固有应力集中问题，并构建分步嵌钠的双金属电极实现电极负载量的提升。针对合金型电极在电化学循环中应力-应变剧烈的问题，利用电沉积的方式实现了顶部富含Sb底部富含Bi的梯度电极，在提高电极容量的同时有效降低电极与衬底间的应力，减轻合金电极内固有的结构不稳定性，提高电极的循环寿命。该梯度Bi0.33Sb0.67电极在2 C时的可逆比容量可达372 mAh g−1，循环1000次后的容量保持率为82%。针对合金型电极面积负载低、比容量低的问题，将不同的氧化还原电位的Bi和Sn材料复合，实现嵌/脱钠过程中的相互支撑。同时，阵列结构也为电极的体积膨胀提供了空间，调节了电极所受的应力。5Bi∙3Sn双金属阵列//预钠化的FeS2全电池实现了2.2 mAh cm−2的面积比容量，其比能量密度也达到了257 Wh kg−1，促进了合金型电极材料的实用化发展。