Fe集流体的钠锌液态金属电池

容量衰减仅0.23%

使用Fe负集流体的钠锌液态金属电池表现出更高的循环稳定性和更小的极化，归因于致密Fe-Zn合金层的形成和快速的电荷转移能力。

张芳 · 徐君莉 · Wang, Duo · Zhaoshun, Liu · Wang, Zhiwei · Kong, Lingyu · Xie, Kaiyu · Diop, Mouhamadou A. · Shi, Zhongning

Journal of Alloys and Compounds 2024

参数信息

容量衰减率

0.23 %

容量衰减率

1.23 %

容量衰减率

1.03 %

技术优势

容量衰减大幅降低

在40次循环中，Fe集流体的容量衰减率仅为0.23%，远低于Mo的1.23%和W的1.03%，表明更好的界面稳定性。

极化更小

使用Fe集流体的电池表现出比Mo和W更小的极化，说明界面电荷转移阻力更低。

形成致密合金层

Fe与Zn反应在界面形成Fe4Zn9致密合金层，保护集流体免受进一步腐蚀。

电荷转移更快

理论计算表明Na原子在Fe/Fe4Zn9上的吸附能最高，意味着Na+在该电极上具有优异的电荷转移动力学。

应用场景

• 液态金属电池储能：用Fe集流体提升液态金属电池循环稳定性，减少容量衰减，提高储能系统寿命。
• 钠电池：解决钠基电池中集流体与Na的腐蚀问题，使钠电池更耐用。
• 电池集流体：提供一种耐腐蚀、促进电荷转移的负集流体材料，适用于高温液态金属电池。
• 耐腐蚀电极材料：Fe与Zn反应形成致密合金层，抑制集流体腐蚀，保持电极结构完整。