Synergistic Dual-Polar-Functionalized Metal–Organic Framework-Modified Separator for Stable and High-Performance Sodium Metal Batteries

分离器(采油) 材料科学 金属 对偶(语法数字) 金属有机骨架 极地的 双重角色 纳米技术 化学工程 组合化学 有机化学 化学 吸附 冶金 工程类 热力学 天文 艺术 文学类 物理
作者
Jiaze Lv,Zhen Tang,Qiman Zhang,Han Sun,Mingwei Ouyang,Yan Cao
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:19 (16): 16133-16146 被引量:19
标识
DOI:10.1021/acsnano.5c04051
摘要

Sodium metal, regarded as an ideal anode material for high-energy-density rechargeable sodium metal batteries (SMBs), faces critical challenges, such as sluggish Na+ transport kinetics and uncontrolled dendritic growth, which severely hinder its cycling stability and practical applications. Herein, the well-designed, multifunctional separator, UFS2@GF, constructed using metal-organic frameworks functionalized with fluorinated (-F) and sulfonic acid (-SO3H) groups, synergistically provides more nucleation sites for Na+ deposition, thereby reducing the nucleation overpotential and achieving uniform deposition. The inorganic-rich solid electrolyte interphase induced by UFS2 facilitates a uniform Na+ flux and enhances charge transfer efficiency. Structural characterization and density functional theory calculations further demonstrate that the introduction of abundant sodiophilic sites provided by -F and -SO3H significantly enhances Na+ transport kinetics by reducing the energy barriers for Na+ migration within the UFS2 framework, leading to a higher Na+ transference number, superior ionic conductivity, and accelerated ion transport. Because of these synergistic effects, the symmetric cell with UFS2@GF achieves stable performance, enabling stable cycling for over 2500 h at 0.25 mA cm-2 while delivering an excellent specific capacity of 87.3 mA h g-1 at 10C in Na∥Na3V2(PO4)3 cells. These results highlight the critical role of synergistic functional group strategies in addressing the limitations of SMBs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Skywings发布了新的文献求助30
1秒前
优秀同学完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
倦梦还完成签到,获得积分10
3秒前
瞿霞完成签到 ,获得积分10
4秒前
龍Ryu完成签到,获得积分10
5秒前
谨慎易文发布了新的文献求助10
5秒前
Wwww发布了新的文献求助10
5秒前
SciGPT应助Gab_bb采纳,获得10
6秒前
7秒前
大个应助温柔的沛蓝采纳,获得10
7秒前
大碗完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
斯文败类应助细心的语蓉采纳,获得10
9秒前
妞妞完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
天真南露完成签到,获得积分10
10秒前
执行完成签到,获得积分10
11秒前
风清扬发布了新的文献求助10
11秒前
Alanlan完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
12秒前
juston应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
万能图书馆应助大导师采纳,获得10
12秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
13秒前
阿锐发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
星辰大海应助白芷采纳,获得10
13秒前
酷炫的惜萱完成签到 ,获得积分10
13秒前
852应助无聊的水杯采纳,获得10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
A Study of the Model by which Principals’ Leadership Behaviour Influences Student Learning Outcomes in Elementary Schools 1000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7709527
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9266543
关于积分的说明 20060882
捐赠科研通 7285754
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296711
关于科研通互助平台的介绍 2451280
邀请新用户注册赠送积分活动 2303671