Abstrak
Sulfida besi merupakan bahan anoda yang menjanjikan untuk baterai ion natrium berdensitas energi tinggi (SIB) karena kapasitas teoritisnya yang tinggi, fitur keselamatan yang luar biasa, dan sumber daya yang melimpah. Akan tetapi, aplikasi praktisnya dibatasi oleh konduktivitas elektronik intrinsik yang terbatas, laju difusi ion natrium yang rendah, dan penurunan kapasitas yang cepat. Strategi doping entropi tinggi yang baru dikembangkan menggunakan metode penggilingan bola yang dapat diskalakan untuk membentuk larutan padat dari unsur-unsur yang didoping (dopan kation: Ni, Mo, Cr, W, dan Si; dopan anion: Se) dengan komponen primer (besi dan sulfur). Secara bersamaan, grafit yang diperluas (EG) dimasukkan dan dikelupas melalui penggilingan bola untuk menyediakan situs aktif yang melimpah untuk pertumbuhan FeS yang didoping entropi tinggi selama proses vulkanisasi suhu tinggi berikutnya. Eksperimen sistematis dan perhitungan teoritis menunjukkan bahwa doping entropi tinggi secara substansial meningkatkan konduktivitas elektronik dan ionik serta kemampuan penyerapan polisulfida. FeS/EG yang didoping kation dan anion berentropi tinggi (HED-FeS 1− x Se x /EG) ini menghasilkan kapasitas pelepasan sebesar 511 mAh g −1 pada 20 A g −1 . Hebatnya, pada kerapatan arus yang sangat tinggi sebesar 100 A g −1 , kapasitas reversibel tetap pada 222,3 mAh g −1 . Setelah 3000 siklus (40 hari) pada 5 A g −1 , elektroda dalam setengah sel natrium menunjukkan kapasitas spesifik sebesar 832 mAh g −1 . Temuan ini menawarkan wawasan teknologi yang berharga untuk SIB generasi berikutnya.