西北大学王贝贝等AFM：调控钠沉积动力学：一种用于宽温区钠金属电池的氟化镁 @石墨烯纤维主体材料

背景：随着全球能源需求攀升，高能量密度、高安全性且宽温适配的储能体系成为研发重点。钠金属电池因钠资源丰富、理论容量高、成本低廉而成为极具潜力的替代体系，但其面临体积膨胀、界面稳定性差、钠枝晶生长等问题，尤其在温变条件下性能易失稳，限制了实际应用。研究目的：针对现有碳基主体材料电各向异性、缺亲钠位点导致钠成核能垒高的缺陷，研发可调控钠均匀沉积、适配严苛工况的亲钠主体材料，以提升钠金属电池性能。结论：西北大学王贝贝等团队通过化学气相沉积结合原位氟化策略制备出氟化镁纳米颗粒嵌入富氟石墨烯纤维的亲钠主体材料MgF₂@GF。该材料在初始钠沉积过程中，MgF₂原位转化为金属Mg和NaF，金属Mg作为亲钠成核位点促进钠均匀沉积，NaF富勒保护层抑制副反应与枝晶生长，多孔氟掺杂GF骨架提供缓冲空间并提升循环稳定性。MgF₂@GF对称电池实现超1500小时长周期稳定循环，与Na₃V₂(PO₄)₂O₂F正极匹配的全电池展现出优异的宽温性能，在40℃和-15℃下均保持高容量和稳定性，为高性能宽温区钠金属电池的设计提供了新思路。