《Fluorine-Doped Micropore-Covered Mesoporous Carbon Nanofibers for Long-Lasting Anode-Free Sodium Metal Batteries》（氟掺杂微介孔碳纤维用于长寿命钠金属）

无负极钠金属电池因其材料资源丰富且能量密度高而备受关注。然而，其不稳定的循环性能、持续的活性钠消耗以及枝晶生长阻碍了其实际应用。在本研究中，我们提出了一种氟掺杂的微孔包覆介孔碳纤维（FMCNFs），作为集流体可显著增强无负极钠金属电池的循环性能。强电负性氟元素的引入产生了更多的路易斯酸位点和亲钠性Zn-Nx位点，从而抑制了电解质的过度分解，并促进了钠金属的均匀沉积。通过结构改性构建了微孔包覆的介孔框架，可以促进薄且均匀的固体电解质界面的形成，有利于钠金属的限域生长和自平整效应。FMCNF 集流体表现出超低的钠成核过电位和快速的钠熔融灌注能力（钠负载量达到 97wt.%），在 5mAcm⁻²的高电流密度下，实现了超过5000次的高度可逆的钠沉积/剥离，平均库仑效率为99.93%。在对称电池中，FMCNF 在 10 mA cm⁻²/10 mA h cm⁻² 的条件下实现了94%的超高钠利用率以及超过2000小时的稳定循环寿命。此外，匹配高载量正极的无负极软包电池可稳定循环200次，容量保持率达 90%。这些研究结果表明，通过调整多孔碳集流体的成分和微观结构，能够有效提高无负极钠金属电池的循环寿命和稳定性。

文章链接：暂无