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成果简介

低初始库仑效率（ICE）是阻碍碳负极在钠离子电池（SIB）中实际应用的一个重要问题，尤其是对于具有大表面积的碳。预沉淀是解决上述问题的有效途径，但其操作繁琐，无法抑制组装电池中不可避免的电解液分解。本文，清华大学深圳研究生院GanyuZheng等研究人员在《InfoMat》期刊发表名为“Ultrafastpresodiationofgrapheneanodesforhigh-efficiencyandhigh-ratesodium-ionstorage”的论文，研究开发了一种使用溶解在二甲氧基乙烷(DME)溶剂中的萘钠(Na-Nt)作为预沉淀试剂的还原氧化石墨烯(rGO)的超快化学预沉淀方法。

由于Na+和DME预沉淀有效地将rGO的ICE提高到96.8%。形成的人工SEI抑制了组装电池中电解质的过度分解，导致在rGO表面形成均匀且富含无机成分的SEI，从而实现快速界面离子转移。因此，rGO显示出优异的倍率性能，在5Ag-1时具有.5mAhg-1的高容量。此外，还实现了次循环中68.4%的高容量保持率所表明的优异循环稳定性，显示了促进高倍率rGO负极在SIB中实际应用的潜力。

图文导读

图1、(A)分别溶解在二甲氧基乙烷溶液中的0.5MNa-Nt和0.5MNt的拉曼光谱；

(B)不同预氧化时间的还原氧化石墨烯(rGO)电极的开路电压(OCV)值和初始库仑效率(ICE)；(C)预先处理的rGO(P-rGO)的能量色散X射线元素映射；(D)rGO和P-rGO的X射线衍射图；(E)rGO和(F)P-rGO的低分辨率透射电子显微镜图像；(G)rGO预处理前后的拉曼光谱；(H)rGO和(I)P-rGO的扫描电子显微镜图像

图2、(A)根据X射线光电子能谱(XPS)结果，还原氧化石墨烯(rGO)和预氧化rGO(P-rGO)的不同元素的原子百分比；高分辨率XPS(B)O1s光谱；(C)rGO和P-rGO的O元素的XPS原子百分比；rGO预处理前后的高分辨率(D)Na1s光谱和(E)C1s光谱；(F)rGO和P-rGO的FTIR光谱

图3、原始还原氧化石墨烯(rGO)和预制rGO(P-rGO)电极的电化学性能

图4、循环后还原氧化石墨烯(rGO)和预制rGO(P-rGO)电极的形态和组成

小结

总之，通过溶解在DME中的Na-Nt的超快化学预沉淀法（10秒）有效地提高了具有高倍率能力的rGO阳极的ICE。这项工作提供了一种有效的方法来预制碳并同时构建人工SEI，可用于高性能碳负极的规模化生产，促进SIBs的商业化。

文献：

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