近日，國際能源頂級期刊Nano Energy (IF:16.602)在線發表了我校鄭小美副教授作為第一作者，廈門大學孫世剛院士，鄭小美副教授，張朋越教授為共同通訊作者，題為“Electrodeposited binder-free Sb/NiSb Anode of Sodium-ion Batteries with excellent cycle stability and rate capability and New Insights into its Reaction Mechanism by Operando XRD Analysis”（電沉積制備無粘結劑型鈉離子電池Sb/NiSb負極具有良好的循環穩定性和倍率性能，并采用原位XRD揭示對其反應機理）的研究論文。

地殼中金屬鋰資源的匱乏，導致鋰離子電池價格攀升，而地殼中鈉的儲量豐富，鈉離子電池的成本低，因此，鈉離子電池有望取代傳統的鋰離子電池。然而，由于鈉離子的半徑比鋰的半徑大，石墨作為工業鋰離子電池的負極材料，由于石墨層間距離太窄而不能容納鈉離子，已被證明不適合作為鈉離子電池的負極材料。銻具有合適的鈉嵌入平臺和較高的理論儲存容量（660 mAh/g），銻已被認為是一種最有前途的鈉離子電池負極材料。然而，Sb負極在充放電過程中遭遇巨大的體積膨脹（高達390%），從而導致材料結構嚴重惡化和容量迅速衰減。因此，銻負極的循環穩定性較差。本文報道了一種可控電沉積工藝制備的無粘結劑Sb/NiSb合金。非活性Ni具有良好的導電性和結構強化作用，有助于緩沖Sb在充放電過程中的產生的體積膨脹，從而提高Sb/NiSb負極的循環穩定性能（100次循環后容量保持在521 mAh/g）和倍率性能（2000 mA/g時，容量高于400 mAh/g），該性能遠優于裸銻負極。Sb/NiSb負極具有良好的鈉存儲性能，究其原因在于其特殊的菜花狀結構與Sb/NiSb合金化的協同作用。通過先進原位X-射線衍射(XRD)手段實時捕捉Sb/NiSb電極在充放電過程中的結構變化，揭示了Sb/NiSb負極與鈉的轉化反應機理。此外，通過原位XRD和非原位HR-TEM觀察到了穩定的固體電解質界面(SEI)組成。本論文系統深入地研究了Sb/NiSb負極的電化學制備方法、電化學性能及其儲鈉機理，有利于深化對鈉離子電池銻基合金負極材料的認識，對進一步拓展合金負極材料在鈉離子電池中的應用具有重要的理論指導意義和應用價值。

相關工作得到了浙江省自然科學基金（LY18B030005、LH19E010001），國家自然科學基金（51871205和51801196）的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105123