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紀效波/侯紅帥AFM：碳點構(gòu)建豐富界面結(jié)構(gòu)提高Sb/C復(fù)合材料的儲鈉能力

設(shè)計Sb/碳復(fù)合材料是提高鈉離子電池Sb負極循環(huán)穩(wěn)定性和倍率能力的有效策略。然而，碳的引入通常會導(dǎo)致比容量和初始庫侖效率（ICE）的損失。

在此，中南大學(xué)紀效波教授、侯紅帥教授等人采用了一種新的視角，即專注于提高碳（C）在Sb/C復(fù)合材料中的“傾斜能力”貢獻，而不是像傳統(tǒng)上那樣僅僅增加Sb的平臺容量。理論預(yù)測表明，構(gòu)建具有高Sb和碳界面面積的Sb/C復(fù)合材料可以提供更多的Na吸附位點，從而增強非晶碳的“傾斜能力”。

在DFT的指導(dǎo)下，通過將Sb納米點自包埋到摻雜N/S的二維非晶碳片中，成功制備了合理的Sb/C/NSCDs-2（N），Sb/C/NSCDs-2（N）具有豐富的Sb/碳界面面積和優(yōu)異的納米級效應(yīng)，表現(xiàn)出理想的電化學(xué)儲鈉性能。

圖2. 結(jié)構(gòu)表征

總之，該工作采用了一種基于理論計算的新策略。將Sb納米點巧妙地整合到碳基體中，得到了具有豐富Sb/碳界面的Sb納米點/碳復(fù)合材料。值得注意的是，邊緣碳的存在為Na吸附提供了充足的儲存空間，從而大大提高了復(fù)合材料的比容量。值得注意的是，這種邊緣碳被放置在復(fù)合材料的大部分中，戰(zhàn)略性地避免直接暴露于電解質(zhì)并有效減輕副反應(yīng)的發(fā)生。

因此，可以防止復(fù)合材料的ICE降解。Sb/C/NSCDs-2（N）在增加的ICE和實現(xiàn)高可逆比容量之間維持了微妙的平衡。該復(fù)合材料表現(xiàn)出卓越的鈉儲存性能，電流密度為 0.1 A g^-1時可提供了612.30 mAh g^-1的可逆容量。此外，該復(fù)合材料表現(xiàn)出80.22%的高ICE含量。

圖2. 電池性能

Constructing Rich Interfacial Structure by Carbon Dots to Improve the Sodium Storage Capacity of Sb/C Composite Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202306574

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