सोडियम आयनों के निक्षेप व्यवहार को नियंत्रित करना जो डेंड्राइट-फ्री सोडियम-मेटल एनोड के लिए है

सार: प्रशंसनीय इलेक्ट्रोकैमिकल प्रदर्शन और लंबी चक्र-जीवन के साथ डेंड्राइट-फ्री सोडियम मेटल एनोड का निर्माण सोडियम-मेटल बैटरियों (SMBs) के व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए महत्वपूर्ण है। एक व्यवहार्य विधि यह है कि सोडियोफिलिसिटी के साथ 3D कंकालों का डिजाइन करें। यहाँ, घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (DFT) गणनाएँ इंगित करती हैं कि कार्बन मैट्रिक्स पर O और N कार्यात्मक समूहों का सह-अस्तित्व मजबूत सोडियोफिलिसिटी में योगदान कर सकता है, और Na निक्षेप व्यवहार को चतुष्कोणीय विस्तार में नियंत्रित कर सकता है। DFT गणना परिणामों के मार्गदर्शन में, मजबूत 3D कार्बन नैनोफाइबर का निर्माण किया गया है जिसमें सोडियोफिलिक O और N कार्यात्मक समूह हैं, जो एक साथ समरूप Na + वितरण और डेंड्राइट-फ्री निर्माण को सुविधाजनक बनाते हैं। स्थिरित सोडियम मेटल एनोड 1 mA cm −2 पर 1600 घंटे की अल्ट्रा-लंबी चक्र जीवन हासिल करता है और Na||Na सममित बैटरियों में 4 mA cm −2 पर केवल ≈22 mV का ओवरपोटेंशियल प्राप्त करता है। इसके अलावा, Na-O 2 सेल और Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 का उपयोग करके पूर्ण सोडियम आयन सेल दोनों में उन्नत इलेक्ट्रोकैमिकल विशेषताएँ प्रदर्शित की गई हैं, जो अगली पीढ़ी के उच्च-प्रदर्शन SMBs के लिए आधार तैयार करती हैं।