同时表现出大容量、快速充电能力和高循环稳定性的电池负极极具挑战性，因为本质上讲，材料的这些性质极具差异。

近日，韩国庆尚大学Hyojun Ahn，高丽大学Jae-Chul Lee报道了使用Na−Sn电池系统，所设计的Na离子电池负极性能优于目前的负极，同时提供了大容量、快速充电能力和长循环寿命，而不需要进行表面改性。

文章要点

1）研究人员制造了一种负极材料，该负极材料可以在超快倍率下工作，而不会在延长电池循环时间的情况下降低容量。结果显示，在12690 mAh g^-1（相当于15 C）的倍率下，自组装Sn纳米结构的负极在未经修饰的容量达到480 mAh g^-1，在循环超过1500时保持了99.9%的容量。

2）为了揭示观察到的结构演变和相关的电化学性质的机制，研究人员解决了四个基本问题：i）通过观察钠化过程中块体Sn晶体中位错的产生和伴随的位错管扩散，研究人员阐明了块体Sn向纳米晶结构的重组过程；ii）研究人员观察了纳米颗粒结构在脱钠过程中的碎裂过程和随后的钠化过程；iii）研究人员采用经典分子动力学(MD)模拟和密度泛函理论(DFT)计算相结合的方法，通过分析电解液在促进碎裂NPs聚结过程中的作用，阐明了碎裂SnNPs自组装行为的机理；iv）研究人员通过实验证实，由纳米颗粒自组装而成的结构体系可以显著提高电池的倍率性能、容量和循环性能。

该方法简单、可扩展、可扩展到其他体系，为大量获得纳米结构负极材料提供了一条可靠的替代途径。

参考文献

Jun-Hyoung Park, et al, Self-Assembly of Pulverized Nanoparticles: An Approach to Realize Large-Capacity, Long-Lasting, and Ultra-Fast-Chargeable Na-Ion Batteries, Nano Lett., 2021

DOI：10.1021/acs.nanolett.1c02518

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02518