Mechanistic Insights into Fast Charging and Discharging of the Sodium Metal Battery Anode: A Comparison with Lithium

化学 阳极 剥离(纤维) 电解质 电化学 电池(电) 电镀(地质) 锂(药物) 集电器 电流密度 金属锂 无机化学 金属 电极 化学工程 材料科学 复合材料 有机化学 物理化学 功率(物理) 地球物理学 地质学 内分泌学 工程类 量子力学 物理 医学
作者
Yiren Zhong,Qiuwei Shi,Chongqin Zhu,Yifang Zhang,Min Li,Joseph S. Francisco,Hailiang Wang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:143 (34): 13929-13936 被引量:91
标识
DOI:10.1021/jacs.1c06794
摘要

Na metal anode receives increasing attention as a low-cost alternative to Li metal anode for the application in high energy batteries. Despite extensive research efforts to improve the reversibility and cycle life of Na metal electrodes, their rate performance, i.e. electrochemical plating and stripping of Na metal at high current, is underexplored. Herein, we report that Na metal electrodes, unlike the more widely studied Li metal electrodes which survive high current density up to 20 mA/cm2, cannot be fast charged or discharged in common ether electrolyte. The fast charging, namely metal plating, is comprised by severe side reactions that decompose electrolyte into electrochemically inactive Na(I) solid species. The fast discharging, namely metal stripping, is disabled by local Na removal that deteriorates the electrical contact with the current collector. While the fast charging failure is permanent, the capacity loss from fast discharging can be recovered through a restructuring process at a low discharging current which rebuilds the electrical connection. We further reveal that the unsatisfactory rate performance of Na metal electrodes is associated with intrinsic physicochemical properties of Na. This study delineates the mechanistic origins of Na’s limitation in fast plating and stripping, and demonstrates the necessity of improving the charging and discharging rate performance of Na metal electrodes.
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
刚刚
Hello应助顺利雁桃采纳,获得10
1秒前
Zoe完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
虚心的狗发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
7秒前
cn完成签到,获得积分10
8秒前
ldk完成签到,获得积分0
8秒前
lianqing完成签到,获得积分10
10秒前
yu完成签到,获得积分10
10秒前
惠1完成签到,获得积分10
11秒前
抱抱你完成签到,获得积分10
11秒前
潇洒的大神完成签到,获得积分10
12秒前
15秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
初景应助科研通管家采纳,获得20
15秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
天晴应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
阳光少女发布了新的文献求助10
17秒前
Akim应助Muller采纳,获得10
17秒前
18秒前
积极向上完成签到,获得积分10
19秒前
慕青应助吃了采纳,获得10
19秒前
香蕉觅云应助ss采纳,获得10
19秒前
小k完成签到,获得积分10
20秒前
一二完成签到,获得积分10
21秒前
HHHARPER发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
科研通AI6.3应助xx采纳,获得10
25秒前
李在猛完成签到 ,获得积分10
26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
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Radical Reactions 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 7357216
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8968050
关于积分的说明 19056424
捐赠科研通 7004748
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3222353
关于科研通互助平台的介绍 2386506
邀请新用户注册赠送积分活动 2203036