Batteries & Supercaps:新型混淆电解液无效克制水系钠离子电池中界面掩护层和电极质料的消融

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水系钠离子电池兼具钠资源储量丰厚和水系电解液宁静的双重上风,被广泛以为是一种极具潜力的大范围储能技能。传统水系电解液的电凯发波动窗口较窄(小于2 V)。固然在负极外表构建固体-电解质界面层(SEI)可以从动力学上克制析氢副反响,但富含NaF的SEI身分在水系电解液中消融度高,其SEI的波动性较差,负极侧会产生严峻的析氢反响。别的,钠离子电池中常用的磷酸钒钠正极质料在水系电解液中充放电时会产生继续地钒溶呈现象,招致活性物质不绝流失,因而怎样无效克制负极SEI掩护层和正极活性物质在水系电解液中的消融是完成高功能的水系钠离子电池要害中心技能。


克日,中国迷信院青岛动力所崔光磊研讨员率领的固态动力体系技能中心在惯例的水系钠离子电解液中经过引入己二腈作为共溶剂身分,设计了一种新型的超高浓水系电解液(Na+与H2O摩尔比高达1:1),该电解液不但具有较宽的电凯发窗口(~2.75 V),并且还可以无效克制SEI掩护层和钒基氧化物正极质料在循环历程中的消融征象,基于该电解液组装的NaTi2(PO4)3/Na3V2(PO4)3钠离子电池在5C倍率下充放电的均匀库伦服从到达99.6%,而且循环1000圈后比容量坚持率为71%。经过对该电解液溶剂化布局的探求发明,在这种超高浓电解液中简直一切水分子均被约束在钠离子的第一层溶剂化鞘中,活性比自在水分子大幅低落,这使得富含NaF的SEI身分和正极侧钒元素的溶呈现象都失掉了无效克制,不光无效缓解了负极的析氢反响,还制止了正极活性物质的流失。



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文信息

Hybrid Electrolytes Enabling in-situ Interphase Protection and Suppressed Electrode Dissolution for Aqueous Sodium-Ion Batteries

Hao Wang, Tingting Liu, Dr. Xiaofan Du, Jinzhi Wang, Yuanyuan Yang, Huayu Qiu, Guoli Lu, Hongliang Li, Dr. Zheng Chen, Dr. Jingwen Zhao, Prof. Guanglei Cui

该论文的第一作者是2020级硕士生王浩


Batteries&Supercaps

DOI: 10.1002/batt.202200246




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