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天津理工毛智勇/董辰龍EnSM：利用親鈉Ga-Sn-In合金層優化鈉的沉積/剝離

得益于豐富的鈉資源和高理論容量，可充鈉金屬電池在下一代儲能系統中展現出巨大潛力。然而，鈉負極的幾個關鍵問題限制了其廣泛應用，包括鈉金屬的高活性、不可控的枝晶生長和不穩定的固體電解質界面（SEI）。

圖1. 鎵-錫-銦合金層的表征

天津理工大學毛智勇、董辰龍等將一種由Ga、Sn和In組成的液態合金均勻地涂覆在商用銅箔上，以調節Na的沉積/剝離行為，從而實現穩定的鈉金屬電池。

研究顯示，銅箔上的液態親鈉鎵-錫-銦合金（GSIC）能增強電解液和熔融Na的潤濕性，降低Na的成核過電位。

根據原位掃描電子顯微鏡和原位光學顯微鏡的結果，Ga-Sn-In合金層可誘導Na均勻沉積，并降低體積膨脹，從而實現無枝狀晶粒的能力。

圖2.?半電池性能

結果實驗顯示，以NVP為正極、最佳Na-GSIC為Na負極的鈉金屬全電池在首次循環時可獲得108.7 mAh g^-1的高可逆容量，在5 C下循環250次后可獲得87.4 mAh g^-1的容量（80.4%的保留率）。

總體而言，這種親鈉液態合金集流體將為鈉金屬電池設計可行且高度穩定的鈉金屬負極鋪平新的道路。

圖3.?NVP||Na-GSIC全電池性能

Optimizing Na plating/stripping by a liquid sodiophilic Ga-Sn-In alloy towards dendrite-poor sodium metal anodes. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.103020

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