結(jié)晶 SnS2 通過(guò)插層轉(zhuǎn)化合金化 (ICA) 反應(yīng)容納 Na 離子，具有高能量存儲(chǔ)的天然潛力，同時(shí)其層狀結(jié)構(gòu)有利于快速充電。然而，這些內(nèi)在優(yōu)勢(shì)在實(shí)際電池應(yīng)用中并未得到充分實(shí)現(xiàn)。
在此，高麗大學(xué)Jae-Chul Lee，檀國(guó)大學(xué)Yong-Seok Choi利用基于機(jī)器學(xué)習(xí)的熱力學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輔助的分子動(dòng)力學(xué)和密度泛函理論的創(chuàng)新集成，證明了特定溶劑可以有效地調(diào)整反應(yīng)路徑。
文章要點(diǎn)
1）該策略不僅可以控制相變路徑，還可以顯著減少固體電解質(zhì)界面相 (SEI) 的形成，這是最近電池研究中的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。溶劑的這些特性使可逆 ICA 反應(yīng)成為可能，也有助于將微米級(jí) SnS2 顆粒轉(zhuǎn)化為 3D 多孔納米結(jié)構(gòu)，同時(shí)最大限度地減少 SEI 的形成。
2）Na-SnS2 半電池的性能在 0.5 C 時(shí)達(dá)到 1100 mAh g-1（理論容量的 97%），使其成為 Na 存儲(chǔ)的最佳性能之一。這項(xiàng)研究突破了將電解質(zhì)溶劑視為離子傳輸?shù)暮?jiǎn)單介質(zhì)這一傳統(tǒng)觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)了溶劑選擇對(duì)實(shí)現(xiàn) SnS2 陽(yáng)極可逆反應(yīng)和形態(tài)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵影響，同時(shí)最大程度地減少 SEI 形成，并為基于 ICA 反應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)中的陽(yáng)極性能設(shè)定了基準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)
Young-Hoon Kim, et al, Solvent-Driven Na Storage in SnS2 Anodes: Atomistic Simulation-Guided Strategies for Reversible Reactions, Solid Electrolyte Interphase, and Morphological Transformation, ACS Nano, 2024
DOI: 10.1021/acsnano.4c13669
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c13669
