Na/NSCNT an 1 ed CN 2图5(a)钠金属在Na/NSCNT负极上的沉积示意图。b)钠与Al、Cu、CNT,CNT、SCNT、NSCNT的 3结合能。(c)电流密度为0.05mAcm2时，不同集流体的初始成核能。(d)在电流密度为1mAcm2、沉积容 4量为1 mA h cm"2时，Cu、AL、CNT和NSCNT的库仑效率631。(e)在O-CNT载体中，钠金属均匀沉积示 5意图641。 6Fig.5 (a)Schematic illustration of the Na striping/plating on Na/NSCNT anode.(b)Binding energies of Na 7atoms with Al,Cu,CNT,NCNT,SCNT,and NSCNT.(c)The potential-capacity profiles during Na nucleation on 8different current collectors at a current density of 0.05 mA cm (dy Coulombic efficiencies of Na plating/stripping 9on Cu foil,Al foil,CNT paper,and NSCNT paper at a curfent ensity of I mA cm2 with a capacity of I mA h cm' 1(e)Schematic illustration of the Na striping/platingonskeleton) 111.3碳纤维基结构 121.3.1碳纤维材料 13 碳纤维或由碳纤维组成的碳毡、碳布，碳片也发展成为钠金属的沉积载体65-o。Ci 14等通过简单的熔融灌注技术，将熔融的钠金属注入3D碳毡中，得到Na/C复合电极（图 156a)6刀。3D碳毡作为一种柔性载体，不仅可以为钠提供充足的沉积空间，还可以优化钠的 16沉积行为，使Na分布均匀。写初始碳毡相比，在Na/C复合电极中所的有缝隙均被钠金属 17填充，厚度约为500m以在不同电流密度下，Na/C对称电池具有更稳定的沉积/剥离行为 18和更低的过电位，说明NC复合电极能显著抑制钠枝晶的生长，有效提高了钠负极的界面 19稳定性。结果表明，在mAcm2,2 mA h cm2的条件下，稳定循环120圈，过电位小于 20100mV。与Na3Mno.6O2正极匹配时，在80mAg的电流密度下稳定循环200圈后， 21全电池仍保持72hg的容量。 2213.2改性碳纤维及碳纤维复合材料 23 通过在碳纤维上修饰亲钠官能团，可以有效增强其亲钠性，从而显著改善钠金属负极 24的沉积行为和稳定性71-2l。Zheng等合成了N和S元素共掺杂的中空碳纤维(D-HCF)作为 25沉积载体，使高度可逆的钠金属负极成为可能)。杂原子掺杂后引入均匀的亲钠位点和丰 26富的微/介孔，降低钠的初始成核能（图6b,c),从而诱导均匀的钠沉积。D-HC℉的高比表 27面积(1052cmg)使Na*分散均匀，进一步减缓钠枝晶的形成。结果表明，在循环100h 28后，以二维铜箔为沉积基底时，能清晰的看出铜箔表面钠沉积不均匀（图6d),而D-HCF 29电极上沉积的金属钠较为平整（图6）。精心设计的3D导电载体和纳米结构对稳定钠金 30属负极具有重要意义。此外，通过与亲钠材料的复合，可以增强钠金属与基体的亲和力， 31从而降低成核能，有利于均匀成核731。碳纤维骨架通过不同的改性和制备方法，对抑制 32钠枝晶生长和稳定金属钠负极均有积极的作用。通过界面工程的优化，可以提供足够的图 5 (a) 钠金属在 Na/NSCNT 负极上的沉积示意图。(b) 钠与 Al、Cu、CNT、NCNT、SCNT、NSCNT 的 结合能。(c) 电流密度为 0.05 mA cm-2时，不同集流体的初始成核能。(d) 在电流密度为 1 mA cm-2、沉积容 量为 1 mA h cm-2时，Cu、Al、CNT 和 NSCNT 的库仑效率[63]。(e) 在 Of-CNT 载体中，钠金属均匀沉积示 意图[64]。 Fig .5 (a) Schematic illustration of the Na striping/plating on Na/NSCNT anode. (b) Binding energies of Na atoms with Al, Cu, CNT, NCNT, SCNT, and NSCNT. (c) The potential-capacity profiles during Na nucleation on different current collectors at a current density of 0.05 mA cm-2. (d) Coulombic efficiencies of Na plating/stripping on Cu foil, Al foil, CNT paper, and NSCNT paper at a current density of 1 mA cm-2 with a capacity of 1 mA h cm- 2 . [63] (e) Schematic illustration of the Na striping/plating on Of-CNT skeleton[64] . 1.3 碳纤维基结构 1.3.1 碳纤维材料 碳纤维或由碳纤维组成的碳毡、碳布、碳片也发展成为钠金属的沉积载体[65-70]。Chi 等通过简单的熔融灌注技术，将熔融的钠金属注入 3D 碳毡中，得到 Na/C 复合电极（图 6a）[67]。3D 碳毡作为一种柔性载体，不仅可以为钠提供充足的沉积空间，还可以优化钠的 沉积行为，使 Na+分布均匀。与初始碳毡相比，在 Na/C 复合电极中所的有缝隙均被钠金属 填充，厚度约为 500 μm。在不同电流密度下，Na/C 对称电池具有更稳定的沉积/剥离行为 和更低的过电位，说明 Na/C 复合电极能显著抑制钠枝晶的生长，有效提高了钠负极的界面 稳定性。结果表明，在 5 mA cm-2，2 mA h cm-2的条件下，稳定循环 120 圈，过电位小于 100 mV。与 Na0.67Ni0.33Mn0.67O2正极匹配时，在 80 mA g-1的电流密度下稳定循环 200 圈后， 全电池仍保持 72 mA h g-1的容量。 1.3.2 改性碳纤维及碳纤维复合材料 通过在碳纤维上修饰亲钠官能团，可以有效增强其亲钠性，从而显著改善钠金属负极 的沉积行为和稳定性[71-72]。Zheng 等合成了 N 和 S 元素共掺杂的中空碳纤维 (D-HCF) 作为 沉积载体，使高度可逆的钠金属负极成为可能[71]。杂原子掺杂后引入均匀的亲钠位点和丰 富的微/介孔，降低钠的初始成核能（图 6b,c），从而诱导均匀的钠沉积。D-HCF 的高比表 面积 (1052 cm2 g-1) 使 Na+分散均匀，进一步减缓钠枝晶的形成。结果表明，在循环 100 h 后，以二维铜箔为沉积基底时，能清晰的看出铜箔表面钠沉积不均匀（图 6d），而 D-HCF 电极上沉积的金属钠较为平整（图 6e）。精心设计的 3D 导电载体和纳米结构对稳定钠金 属负极具有重要意义。此外，通过与亲钠材料的复合，可以增强钠金属与基体的亲和力， 从而降低成核能，有利于均匀成核[73-75]。碳纤维骨架通过不同的改性和制备方法，对抑制 钠枝晶生长和稳定金属钠负极均有积极的作用。通过界面工程的优化，可以提供足够的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 录用稿件，非最终出版稿