近日，北京化工大学材料科学与工程学院王峰、牛津教授团队在«Advanced Science»上发表了题为“Regulating sodium deposition behavior by a triple-gradient framework for high-performance sodium metal batteries”的研究论文。该论文提出了一种多重梯度三维框架的设计思路，通过分层静电纺丝实现了自支撑框架结构Gra-GC-MoSe2亲钠位点、孔体积和电导率的纵向梯度变化，将其作为钠金属负极改性基体有效地抑制了枝晶生长问题。
原位和非原位测试及理论计算显示，MoSe2及其衍生物以及Se杂原子的梯度分布可调整亲钠性，而多孔纳米结构的梯度分布可均匀Na+扩散。因此，Na会从Gra-GC-MoSe2框架的底部向顶部沉积，有效抑制了顶部枝晶生长问题，大幅降低了枝晶刺穿隔膜的风险。此外，电导率梯度也可抑制剥离过程中产生死钠的问题。因此，Gra-GC-MoSe2组装的半电池在0.5 mA cm-2电流密度下可以实现超过800圈的稳定循环，平均库仑效率高达99.8%。同时组装成为的对称电池可以实现超过2000小时的稳定循环，即使在10 mAh cm-2的大容量下也能稳定工作。
北京化工大学材料科学与工程学院硕士研究生曹玮珊为论文共同第一作者，王峰教授、牛津教授、Adrian fisher教授为本论文的共同通讯作者。完成第一单位为北京化工大学。
论文链接：10.1002/advs.202402321
