二元合金Na-K在室溫下處于液態(tài)，成分范圍很廣，這使得它本身不存在固體枝晶生長(zhǎng)。但是，Na-K合金的應(yīng)用卻因缺乏可潤(rùn)濕的基體來(lái)固定液體金屬而受到困擾。?

在此，澳大利亞伍倫貢大學(xué)王云曉研究員、武漢大學(xué)曹余良教授、溫州大學(xué)侴術(shù)雷教授等團(tuán)隊(duì)基于焓驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了液態(tài)Na–K合金的室溫超潤(rùn)濕，并用于柔性和無(wú)枝晶負(fù)極。該工作提出了在空氣中對(duì)碳纖維布（CFC）基體進(jìn)行簡(jiǎn)單的熱處理，這可以使CFC在室溫下從液態(tài)Na-K的疏水性變?yōu)槌瑵裥浴?/span>

結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)處理的CFC表現(xiàn)出豐富的含氧官能團(tuán)（O-CFC），這可能是導(dǎo)致對(duì)液體Na-K金屬的潤(rùn)濕性大幅提高的原因。超潤(rùn)濕的O-CFC可以有效地固定液態(tài)Na-K，也可以作為導(dǎo)電基質(zhì)。由于Na-K合金的液體性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定循環(huán)的無(wú)枝晶Na金屬負(fù)極。

圖1. 液態(tài)Na–K合金

總之，該工作實(shí)現(xiàn)了在CFC基體中產(chǎn)生富含缺陷的O型官能團(tuán)的簡(jiǎn)便方法。通過(guò)焓驅(qū)動(dòng)的潤(rùn)濕過(guò)程，O-CFC對(duì)Na-K液態(tài)金屬表現(xiàn)出了超潤(rùn)濕特性。焓驅(qū)動(dòng)的濕潤(rùn)機(jī)制對(duì)堿金屬的普遍性也通過(guò)O-CFC基體對(duì)熔化的Na和K金屬的濕潤(rùn)性的增強(qiáng)得到了驗(yàn)證。

Na-K@O-CFC在Na金屬負(fù)極、K金屬負(fù)極、Na金屬扣式全電池中提供了卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，這是因?yàn)橐簯B(tài)金屬的自適應(yīng)性抑制了枝晶的生長(zhǎng)。Na-K@O-CFC復(fù)合負(fù)極表現(xiàn)出良好的靈活性，可以實(shí)現(xiàn)靈活的軟包電池操作。合理設(shè)計(jì)Na-K液態(tài)金屬的焓驅(qū)動(dòng)超濕性宿主以實(shí)現(xiàn)其實(shí)際應(yīng)用，以及為其他堿金屬負(fù)極建立理想的宿主材料的缺陷工程概念，對(duì)未來(lái)的研究應(yīng)具有啟發(fā)性。

圖2. Na-K@O-CFC復(fù)合電極靈活性

Enthalpy-Driven Room-Temperature Superwetting of Liquid Na–K Alloy as Flexible and Dendrite-Free Anodes, Advanced Functional Materials? 2023 ?DOI:?10.1002/adfm.202302026