我院黄志高教授、陈越博士课题组在钠离子电池界面表征领域取得进展

时间:2024-06-11浏览:10

醚类分子溶剂化的钠离子复合团簇([Na-Diglymex]+)能够超快速地嵌入/脱嵌石墨层间,为低维石墨碳作快速充电钠离子电池负极材料的实际应用提供了无限前景。深刻了解这种新型共嵌入过程及其伴随的固体电解质界面形成过程(SEI),对于提高基于共嵌入的高容量储能系统的电化学性能至关重要。然而由于SEI膜形成和团簇嵌入是一个共生过程,且该电极-电解液界面结构深埋于电池内部,如何同时研究该复杂的界面过程始终是该领域的一个挑战。

基于此,黄志高教授团队联合英国兰卡斯特大学Oleg Kolosov教授团队及法拉第电池研究所,引入了一种新型电化学超声力显微镜用于研究该过程。首先通过磁场增强刻蚀法制造镍集流体上的阵列化少层石墨烯(FLG)网格电极,然后通过拉曼光谱证实了FLG网格电极中的可逆钠-醚共嵌入、利用超声力显微镜揭示了电解质分解产物在石墨烯负极和镍集流体表面上的纳米机械性质动态演化,结合X射线光电子能谱映射确认了SEI的化学成分。系列结论澄清了在二甘醇甲醚电解液中FLG负极表面的共嵌入和SEI形成行为,为钠-醚共嵌入过程的基础理解提供了实验依据。该成果Operando nano-mapping of sodium-diglyme co-intercalation and SEI formation in sodium ion batteries' graphene anodes以特色论文(featured article发表于在美国物理联合会AIP)旗下顶级物理期刊《Applied Physics Reviews》,该论文署名单位为福建师范大学,我校青年教师陈越和硕士研究生张少华为共同第一作者,黄志高教授和Oleg Kolosov教授为通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金、EPSRC和法拉第电池挑战计划等项目联合资助。



论文链接: https://pubs.aip.org/aip/apr/article/11/2/021422/3295467/Operando-nano-mapping-of-sodium-diglyme-co?searchresult=1