具备高亲钠性、低成核势垒的三维载体框架有助于解决金属钠负极存在的枝晶生长、体积膨胀和库伦效率低等问题。近日，香港科技大学的Jang-Kyo Kim等借助木质素衍生的碳纳米纤维骨架制备了兼具高亲钠性和高缺陷率的三维碳集流体并对其在钠金属电池中的应用进行了研究。

本文要点

1） 研究人员利用环境友好的静电纺丝方法制备了缺陷丰富、具有丰富多孔结构的木质素纳米纤维骨架并将其用作金属钠负极的三维集流体。在集流体载体的高亲钠特性使得熔融态的钠可以容易地进入载体骨架和孔道，从而形成Na-SCNF复合负极。得益于富含缺陷的骨架结构和丰富的开孔结构，金属钠可以在电化学循环中均匀地沉积在整个载体上并具有很好的循环稳定性。

2） 研究人员利用X射线光电子能谱和飞行时间二次离子质谱等手段对该复合负极表面形成的SEI膜进行了研究确认，这一富缺陷多孔道设计有助于形成稳定且富含F的SEI膜。

3） 使用Na-SCNF复合负极所组装的对称电池和不对称电池均表现出较高的库伦效率、较低的电压极化和更长的循环稳定性。与Na₃V₂(PO₄)₂F₃匹配组装的全电池也能够实现较好的循环稳定性和优异的倍率性能。

参考文献

Nauman Mubarak,Faisal Rehman,Muhammad Ihsan-Ul-Haq,Mengyang Xu,Yang Li,Yunhe Zhao,Zhengtang Luo,Baoling Huang,Jang-Kyo Kim, Highly Sodiophilic, Defect-Rich, Lignin-Derived Skeletal Carbon Nanofiber Host for Sodium Metal Batteries, Advanced Energy Materials, 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103904