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硬碳是資源豐富的鈉離子電池最有前景的負極之一。然而，由硬碳的缺陷或含氧官能團引起的不可逆電解質消耗所形成的不理想固體-電解質-界面阻礙了它的進一步應用。

圖1. 基于不同粘結劑的HC負極上的SEI形成過程示意

鄭州大學申長雨院士、陳衛華等通過強極性粘結劑-硫酸軟骨素A（鈉鹽，CS-A）和離子導體聚氧化乙烯（PEO）的氫鍵形成了一種新型復合粘結劑，以用于鈍化HC的表面缺陷。由于粘結劑的極性官能團和HC表面的氧官能團之間的氫鍵作用，更少的缺陷被暴露出來，鈍化了缺陷的能力，減少了電解質的不可逆分解（更少的氣體釋放），形成了薄的SEI。

此外，CS-A粘結劑中的極性官能團（-SO₃-和-CONH-）可以吸附Na⁺并降低Na⁺傳輸的活化能。它們還可以促進PF₆-的分解，從而形成更薄和富含NaF的SEI。另外，通過添加長鏈PEO，實現了更強的粘附性和更快的離子傳輸通道。

圖2. 采用不同粘結劑的HC電極的性能

因此，采用復合粘合劑的HC電極表現出高首次庫倫效率（84%）、優秀的長期循環穩定性（50 mA g^-1時經過150次循環后保持94%容量）。

此外，采用Na₃V₂(PO₄)₃正極的全電池在150次循環后也提供了181.05 Wh kg^-1的高能量密度。這項工作不僅提供了一種新的粘結劑來促進商業碳氫化合物的電化學性能，而且還提供了一種調整SEI的新方法。

圖3. 粘結劑的表征和HC負極的結構變化

Binder-Induced Ultrathin SEI for Defect-Passivated Hard Carbon Enables Highly Reversible Sodium-Ion Storage. Advanced Energy Materials 2023. DOI: 10.1002/aenm.202300648

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申長雨/陳衛華AEM：粘結劑誘導的超薄SEI用于鈍化硬碳負極

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