清华大学魏飞课题组Carbon Future：碳纳米管对红磷储钠机制的研究

背景：随着不可再生能源消耗，钠离子电池作为大规模储能装置备受关注，但高性能负极材料仍面临挑战。红磷因其高理论容量等优点被视为有潜力的负极材料，但其在充放电过程中巨大的体积膨胀和较差的导电性限制了其商业化应用。研究目的：清华大学魏飞课题组旨在研究单壁碳纳米管（SWCNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）对红磷储钠机制的不同影响，以指导高性能红磷基负极材料的开发。结论：研究发现，相较于多壁碳纳米管，单壁碳纳米管因其更高的柔韧性和导电性，能更有效地构建网络结构，显著缓解红磷在钠化/去钠化过程中的体积膨胀应力，抑制电极裂纹扩展和固体电解质界面膜过度生长，从而实现更高的首次库仑效率、更长的循环寿命和更快的充放电能力。该工作明确了碳纳米管类型对性能调控的关键机制，为红磷负极的商业化应用提供了重要理论指导。