分会

第三十九分会：先进化学电源

摘要

室温液态NaK合金由于具有出色的柔韧性、可定制型、无枝晶、高能量密度等优势，是一种很有前途的高性能金属电池候选材料。然而，其实际应用受到液体NaK的高表面张力与高流动性的阻碍，这导致难以保持与集电器的稳定接触，且存在泄露风险。因此，提升NaK合金在室温下的浸润性以及强化载体对其的限域能力，实现其在微观上的流动态和宏观上的固定态，对实现高性能液态NaK合金电极的制备至关重要。 受超亲水材料启发，本文通过实现钴单原子在碳纳米阵列的高度分散设计，构筑液态NaK超润湿基底，实现了NaK合金在室温下的快速稳定限域。强化学键作用与孔结构大幅提升了限域能力，使得液态NaK即使在＞5MPa的压力或剧烈的冲击条件下，所制备的结构化电极成功抑制了NaK合金的泄漏。基于液态NaK负极的对称电池在10 mA cm−2和10 mAh cm−2的条件下，在NaClO4 （>1010 h）和KPF6电解质（>4000 h）中都实现了超长的可逆循环寿命。与Na3V2(PO4)3正极匹配后，基于液态NaK负极组装的全电池在表现出优异的能量密度（332.6 Wh kg−1）和功率密度（11.05 kW kg−1）且寿命超过21600次。制备的液态NaK基软包电池能够驱动四轴无人机，表现出巨大的实际应用前景。这项工作为制备高性能无枝晶液态金属负极提供了一种新的方法，在电化学储能及柔性电子器件中具有很好的应用前景

关键词

液态金属;NaK合金;限域界面;超浸润;结构化

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