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作者：王钦;张艳岗;梁君飞;王华;
单位：中北大学能源与动力工程学院;北京航空航天大学化学学院;
摘要：钠离子电池微米锡(μSn)负极材料具有比容量高、易制备和成本低等优势，同时较小的比表面积有助于减少电化学副反应。但是，μSn电极在充放电过程中会因体积膨胀导致容量快速衰减，这一问题在电极材料负载量较高的情况下尤其显著，严重限制了μSn负极材料的实际应用。为了提高μSn负极在高负载量下的循环稳定性，将硬碳(HC)与μSn颗粒混合，HC如“围栏”般限制了μSn颗粒在钠化/脱钠过程中的团聚，同时其开放结构提供的空间可有效缓解Sn的体积膨胀。结果表明：在5.5 mg/cm~2的高负载量下，μSn/HC复合材料经过200次循环后容量保持率高达93.3%，远超纯μSn电极40%的容量保持率。此外，μSn_(30)HC_(70)|Na_3V_2(PO_4)_3全电池在0.2 C条件下展现出104 m A?h/g的容量，能量密度达到186 W?h/kg，在0.5 C条件下循环100圈后容量保持率为88%，且在6 C的高倍率下性能依然稳定。本工作可为高负载量μSn电极材料的开发提供新策略，提升了循环稳定性和倍率性能，推进了其在钠离子电池中的商业化应用进程。
关键词：微米锡;钠离子电池;高负载量;循环稳定性
基金资助：山西省科技成果转化引导专项(202304021301032); 山西省基础研究计划(202403021211075)
