作为锂离子电池（LIBs）的替代品，钠离子电池（SIBs）因其丰富的资源储量和成本优势而备受关注。随着纳米技术的普及和工业化系统的成熟，SIBs已经随着能量密度的提高而逐步商业化。然而，由于钠的高原子量，实现SIB更高的能量密度仍然存在重大挑战。因此，迫切需要探索和制造适合SIBs的高容量和长寿命电极。在此提出了一种新颖而简便的制备红磷@氮掺杂石墨烯/碳纳米管气凝胶（P@NGCA）的策略作为高能钠离子电池的独立阳极。由于红磷的优化结构均匀地限制在多孔 NGCA 中，具有高电导率和机械稳定性，独立式 P@NGCA 负极表现出出色的钠存储性能，表现出超高比面积容量（3.3mAh cm-2 at 0.2Ag-1），优异的倍率性能（1.8mAh cm-2 at 2Ag -1 ) 和高 ICE (约80%)，这意味着在储能方面的巨大潜在应用。
 
 
Figure 1. 示意图显示了 P@NGCA 的制备以及钠化和脱钠过程。
 
 
Figure 2. (a) NGCA 的 SEM 和 (b) TEM 图像。(c) GA、GCA 和 NGCA 的压缩应力-应变曲线。(d) GA、GCA 和 NGCA 的电子电导率。(e) N ₂吸附-解吸等温线和(f) NGCA 的孔径分布。
 
 
Figure 3. (a) P@NGCA的SEM和(b)TEM 图像；(c-f) P@NGCA的EDX元素映射。(g) N ₂吸附-解吸等温线和(h) P@NGCA 的孔径分布。P@NGCA 的 (i) N 1s 和 (j) P 2p 的高分辨率 XPS 光谱。
 
 
Figure 4. (a) P@NGCA 的循环伏安法，扫描速率为 0.1 mV s ^-1。(b) P@NGCA 在 0.2 A g ^-1的初始 3 个循环的恒电流放电/充电曲线。(c) P@NGCA 在 0.2 A g ^-1下的长期循环特性。(d) 本作品与其他材料的比面积比较。(e) 红P、NGCA 和 P@NGCA 的奈奎斯特图。(f) P@NGCA 的倍率能力从 0.2 A g ^-1到 2 A g ^-1。
  
       相关研究工作由合肥工业大学Hongfa Xiang课题组于2022年发表在 《Chem. Commun.》期刊上。原文：A high areal capacity sodium-ion battery anode enabled by a free-standing red phosphorus@N-doped graphene/CNTs aerogel。

转自《石墨烯研究》公众号