陕西科技大学在电化学储能研究领域取得进展

近日，陕西科技大学材料科学与工程学院（文物保护科学与技术学院）碳基功能材料创新团队在电化学储能研究领域取得重要进展，相关研究成果以“Ultra-Sleek High Entropy Alloy Tights： Realizing Superior Cyclability for Anode-Free Battery”为题，发表于Wiley杂志社旗下的材料学国际顶级期刊《Advanced Materials》（IF=29.4）上。陕西科技大学为论文第一通讯单位，硕士生王珺为第一作者，陕西科技大学王思哲副教授、宋浩杰教授和北京理工大学陈人杰教授分别为论文通讯作者。该工作的发表提高了陕西科技大学在电化学储能领域的国际影响力。

开发无锂负极以抑制锂枝晶形成并提供高能量密度的锂电池一直备受瞩目。然而，疏锂界面和非均匀锂沉积成为实际应用中的难题。在这项研究中，采用热力学驱动的相变方法制备一种20 nm超薄高熵合金（HEA-NiCdCuInZn）薄膜结构。该高熵合金中不同组成元素之间的鸡尾酒协同效应实现了多种锂离子传输路径和丰富的活性位点。这些具有梯度吸收能的活性位点有利于选择性结合锂离子，从而为均匀锂成核提供低势垒。同时，多个传输路径促进了锂离子的扩散行为和均匀的锂沉积。基于此，对称电池在60 mA cm-2/60 mAh cm-2的高负载下运行超过7200小时。此外，采用HEA/C负极和NCM-811正极材料组成的全电池在1C下的平均CE为99.5%。该负载HEA NPs的HEA层具有超薄、超致密、易于制备等优点。这种超薄的HEA层为无枝晶负极提供了一种创新的亲锂材料体系，推动了高熵材料在先进电池中的应用并为进一步提升锂电池性能具有指导意义。