钠（Na）金属具有高理论容量、低成本、资源丰富等诸多优点，是钠离子电池的理想负极材料。然而，Na金属负极的实际应用仍然受到不可控钠枝晶问题的严重阻碍。

近日，郑州大学Junmin Xu，Ye Wang，新加坡科技设计大学Hui Ying Yang采用直接墨写3D打印技术制备了一种人工三维(3D)分级多孔V₂CT_x/rGO-CNT微格气凝胶，并将其用作Na金属的基质，制备了Na@V₂CT_x/rGO-CNT Na金属负极。

文章要点

1）实验结果显示，循环后，V₂CT_x/rGO-CNT电极的循环寿命超过3000 h（2 mA cm⁻²，10 mAh cm⁻²），平均库仑效率为99.54%。更吸引人的是，它甚至可以在5 mA cm⁻²下稳定工作900 h以上，面容量高达50 mAhcm⁻²。

2）原位和非原位表征和密度泛函理论（DFT）计算分析结果显示，具有丰富亲钠官能团的V₂CT_x可以有效地引导金属钠的成核和均匀沉积，从而获得无枝晶的形貌。此外，将Na@V₂CT_x/rGO-CNT负极与Na₃V₂(PO₄)₃@C-rGO正极配对，在100 mA g⁻¹下循环400次后，其可逆容量可达86.27 mAh g⁻¹。

这项工作不仅阐明了亲钠V₂CT_x/rGO-CNT微格气凝胶电极上出色的Na沉积化学，而且为通过3D打印方法制备先进的Na金属负极提供了一条途径。

参考文献

Zixuan Wang, et al, 3D-Printed Sodiophilic V₂CT_x/rGO-CNT Mxene Microgrid Aerogel for Stable Na Metal Anode with High Areal Capacity, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c01186

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c01186