Dendrite‐Free and Long‐Cycling Sodium Metal Batteries Enabled by Sodium‐Ether Cointercalated Graphite Anode

材料科学 阳极 石墨 阴极 化学工程 法拉第效率 金属 无机化学 电极 复合材料 冶金 化学 物理化学 工程类
作者
Xiang Zhang,Feng Hao,Yongjie Cao,Yihua Xie,Shouyi Yuan,Xiaoli Dong,Yongyao Xia
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (15) 被引量:42
标识
DOI:10.1002/adfm.202009778
摘要

Abstract Stable and dendrite‐free Na metal plating–stripping is achieved on the graphite electrode. The sodium‐ether cointercalated graphite exhibits ultrahigh Na deposition efficiency of 99.86% over 900 cycles at a current density of 2 mA cm −2 . The discharge process involves the [Na‐ether] + cointercalation and Na deposition. Density functional theory calculations demonstrate that the cointercalated graphite is critical for uniform Na deposition and stable Coulombic efficiency, which is ascribed to both the robust binding sites to Na by the diglyme molecules and a low lattice mismatch for Na growth on the cointercalated graphite. Also, a full cell consisting of Na 4 Fe 3 (PO 4 ) 2 (P 2 O 7 ) cathode and 0.5 mAh cm −2 Na predeposited graphite anode shows excellent cycling stability. The full cell delivers a capacity of 95 mAh g −1 based on the weight of cathode materials, with a high capacity retention of 91% over 300 cycles.
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