3D-Structured Porous Carbon Host with Iron Nanoparticles for High Performance Sodium-Metal Batteries
Notice bibliographique
Résumé
Sodium (Na)-metal batteries have emerged as a promising alternative to lithium-metal batteries for next-generation batteries due to the low cost and natural abundance of Na. However, high reactivity of Na metal and uncontrollable growth of Na dendrites hinder the safe operation of Na-metal batteries. Several studies have been conducted to resolve those problems and regulating the initial Na nucleation is one of the promising methods for dendrite-free Na-metal anodes. Previous studies reveal that sodiophilic metal nanoparticles (Au, Ag, Sn, Sb, etc.) embedded 3D structures can induce the homogeneous initial Na nucleation and further guide uniform Na deposition. Herein, we newly develop a 3D nanostructured porous carbon particle containing carbon-shell-coated Fe nanoparticles (PC-CFe) as a highly reversible Na-metal host.1 PC-CFe delivers excellent cycling stability in asymmetric cells over 500 cycles with an average Coulombic efficiency of 99.6% at 10 mA cm-2 with 10 mAh cm-2 and in symmetric cells over 14,400 cycles at 60 mA cm-2. The role of carbon coating on Fe nanoparticles for enhanced sodiophilicity is also investigated by DFT calculations. Furthermore, the anode-free Na-metal batteries with a PC-CFe host and a high-loading Na3V2(PO)4 cathode shows an excellent capacity retention of 97% after 100 cycles at 1 mA cm-2. This work provides a novel approach toward the rational design of 3D hosts for next-generation Na-metal batteries. References: 1. Lee, K.; Lee, Y. J.; Lee, M. J.; Han, J.; Lim, J.; Ryu, K.; Yoon, H.; Kim, B.-H.; Kim, B. J.; Lee, S. W. A 3D Hierarchical Host with Enhanced Sodiophilicity Enabling Anode-Free Sodium-Metal Batteries. Adv. Mater. 2022, 34, 2109767.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».