钆掺杂碳包覆NTP负极

万次循环近零衰减

钆离子掺杂与碳涂层协同优化，同时提升电子/离子导电性和结构稳定性，实现高面容量的长寿命宽温钠电负极。

许国保 · Liyue, Yang · Yan, Zhihao · Zhikai, Huang · Xue, Li · 郭根材 · Tian, Ye · 杨利文 · 黄建宇 · 梁雅儒 · Chou, Shulei

Carbon Energy 2024

具体参数

面容量

{'zh': '1.0', 'en': '1.0'} mAh cm⁻²

体积容量

{'zh': '142.8', 'en': '142.8'} mAh cm⁻³

倍率性能

{'zh': '58.3', 'en': '58.3'} mAh g⁻¹

循环寿命

{'zh': '0.004', 'en': '0.004'} %/cycle

低温容量

{'zh': '97.0', 'en': '97.0'} mAh g⁻¹

技术优势

万次循环近零衰减

钆离子掺杂稳定了NASICON结构，碳包覆和三维碳网络维持了长循环中的电子和离子通路，使容量衰减极低。

低温也能用

多尺度结构设计提升了电极整体的离子迁移动力学，使NTP-Gd-C在−20 °C下仍可输出97.0 mAh g⁻¹。

超高倍率充放

分级电子/离子导电网络极大降低了极化，NTP-Gd-C在200 C（18秒充放）下仍可提供58.3 mAh g⁻¹。

高面容量可实用

通过电极结构优化实现高负载下有效传导，面容量达到1.0 mAh cm⁻²，体积容量142.8 mAh cm⁻³。

应用场景

• 钠离子电池负极：替代硬碳实现长寿命、高倍率钠电负极。
• 高面容量电极：为厚电极设计提供高面容量、高体积容量的负极方案。
• 宽温域储能：在低温下仍保持高容量，可用于寒冷地区储能。
• 长寿命储能器件：万次循环近零衰减，适合长服役周期储能场景。